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Feed Drive Based upon Linear Motor for Ultraprecision Turning Machine
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作者 盖玉先 Liu Huiying 《High Technology Letters》 EI CAS 2003年第2期87-90,共4页
The characteristics of several different linear motors have been investigated, and the feed drive system with linear motor instead of screw-nut mechanism has been built for a submicro ultraprecision turning machine. I... The characteristics of several different linear motors have been investigated, and the feed drive system with linear motor instead of screw-nut mechanism has been built for a submicro ultraprecision turning machine. In the control system for the feed drive system arranged as "T", both P-position and PI-speed control loops are used. The feedback variable is obtained from a double frequecy laser interferometor. Experiments show that the feed drive with linear motor is simple in construction, and that its dynamics is better than others. So the machining accuracy of the workpiece machined has been successfully improved. 展开更多
关键词 linear motor feed drive control ultraprecision turning machine
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System construction of a four-side primary permanent-magnet linear motor drive mechanical press 被引量:3
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作者 Jintao LIANG Zhengfeng MING Peida LI 《Frontiers of Mechanical Engineering》 SCIE CSCD 2020年第4期600-609,共10页
A primary permanent-magnet linear motor (PPMLM) has a robust secondary structure and high force density and is appropriate for direct-drive mechanical press. The structure of a four-side PPMLM drive press is presented... A primary permanent-magnet linear motor (PPMLM) has a robust secondary structure and high force density and is appropriate for direct-drive mechanical press. The structure of a four-side PPMLM drive press is presented based on our previous research. The entire press control system is constructed to realize various flexible forming processes. The control system scheme is determined in accordance with the mathematical model of PPMLM, and active disturbance rejection control is implemented in the servo controller. Field-circuit coupling simulation is applied to estimate the system’s performance. Then, a press prototype with 6 kN nominal force is fabricated, and the hardware platform of the control system is constructed for experimental study. Punch strokes with 0.06 m displacement are implemented at trapezoidal speeds of 0.1 and 0.2 m/s;the dynamic position tracking errors are less than 0.45 and 0.82 mm, respectively. Afterward, continuous reciprocating strokes are performed, and the positioning errors at the bottom dead center are less than 0.015 mm. Complex pulse trajectories are also achieved. The proposed PPMLM drive press exhibits a fast dynamic response and favorable tracking precision and is suitable for various forming processes. 展开更多
关键词 mechanical press direct drive primary permanent-magnet linear motor(PPMLM) servo system active disturbance rejection control(ADRC) prototype experiment
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Novel AC Servo Rotating and Linear Composite Driving Device for Plastic Forming Equipment
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作者 Jin-Tao Liang Sheng-Dun Zhao +1 位作者 Yong-Yi Li Mu-Zhi Zhu 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第4期843-853,共11页
The existing plastic forming equipment are mostly driven by traditional AC motors with long trans- mission chains, low efficiency, large size, low precision and poor dynamic response are the common disadvantages. In o... The existing plastic forming equipment are mostly driven by traditional AC motors with long trans- mission chains, low efficiency, large size, low precision and poor dynamic response are the common disadvantages. In order to realize high performance forming processes, the driving device should be improved, especially for com- plicated processing motions. Based on electric servo direct drive technology, a novel AC servo rotating and linear composite driving device is proposed, which features implementing both spindle rotation and feed motion with- out transmission, so that compact structure and precise control can be achieved. Flux switching topology is employed in the rotating drive component for strong robustness, and fractional slot is employed in the linear direct drive component for large force capability. Then the mechanical structure for compositing rotation and linear motion is designed. A device prototype is manufactured, machining of each component and the whole assembly are presented respectively. Commercial servo amplifiers are utilized to construct the control system of the proposed device. To validate the effectiveness of the proposed composite driving device, experimental study on thedynamic test benches are conducted. The results indicate that the output torque can attain to 420 N-m and the dynamic tracking errors are less than about 0.3 rad in the rotating drive, the dynamic tracking errors are less than about 1.6 mm in the linear feed. The proposed research provides a method to construct high efficiency and accu- racy direct driving device in plastic forming equipment. 展开更多
关键词 Plastic forming direct drive - Permanentmagnet motor linear feeding Servo control
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数控机床伺服驱动系统的多电机同步控制策略
4
作者 白梓岑 陈少华 《电机与控制应用》 2024年第3期95-107,共13页
以数控机床伺服驱动系统的多电机同步控制为研究对象,提出了一种基于多交流伺服电机的同步控制策略。此策略将虚拟主轴和偏差耦合的同步控制方式相结合,并加入反向传播神经网络比例积分微分控制以及自适应鲁棒控制。通过搭建Matlab/Simu... 以数控机床伺服驱动系统的多电机同步控制为研究对象,提出了一种基于多交流伺服电机的同步控制策略。此策略将虚拟主轴和偏差耦合的同步控制方式相结合,并加入反向传播神经网络比例积分微分控制以及自适应鲁棒控制。通过搭建Matlab/Simulink仿真平台模拟了系统的运行状态。结果表明,所提同步控制策略具有良好的同步性能和伺服效果,在提高多电机联动系统的控制精度和响应速度、减少摩擦和齿隙的影响以及增强系统鲁棒性方面表现出优越性。 展开更多
关键词 数控机床 伺服驱动系统 多电机同步控制 自适应鲁棒控制
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直线电机驱动的数控机床误差分析与性能优化研究
5
作者 孟祥东 《现代制造技术与装备》 2024年第3期195-197,共3页
直线电机技术作为现代数控机床驱动的核心,其精度和效率直接影响机床的加工质量和效率。文章旨在探讨直线电机驱动的数控机床在误差分析与性能优化方面的研究进展,先概述直线电机驱动数控机床的基本原理和特点,然后重点分析该类机床存... 直线电机技术作为现代数控机床驱动的核心,其精度和效率直接影响机床的加工质量和效率。文章旨在探讨直线电机驱动的数控机床在误差分析与性能优化方面的研究进展,先概述直线电机驱动数控机床的基本原理和特点,然后重点分析该类机床存在的主要误差来源,并在此基础上提出一系列性能优化方法。 展开更多
关键词 直线电机驱动 数控机床 误差分析 性能优化
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直驱式永磁直线电机深度模糊滑模-自抗扰控制 被引量:6
6
作者 谭草 鲁应涛 +2 位作者 葛文庆 李波 陆佳瑜 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期185-194,共10页
针对直驱系统中各种非线性干扰直接作用下的永磁直线电机控制性能恶化的问题,提出一种深度模糊滑模-自抗扰控制方法。首先,通过非线性扩张状态观测器估计系统不确定扰动,在滑动面设计中引入跟踪误差的积分项,结合饱和函数sat(s)与位移... 针对直驱系统中各种非线性干扰直接作用下的永磁直线电机控制性能恶化的问题,提出一种深度模糊滑模-自抗扰控制方法。首先,通过非线性扩张状态观测器估计系统不确定扰动,在滑动面设计中引入跟踪误差的积分项,结合饱和函数sat(s)与位移误差的幂函数设计趋近律,从而改进滑模-自抗扰控制方法;其次,为避免设计过程中的主观影响,进一步提升直线电机在复杂工况下的适应能力,基于深度神经网络训练模糊规则,进而调节滑模控制的关键参数。采用所提方法在直驱泵性能测试平台进行了实验研究,结果表明:所提深度模糊滑模-自抗扰控制方法有效提高了直线电机控制精度、响应速度与鲁棒性,直线电机的阶跃响应时间相对于传统滑模控制方法提升了23.87%;正弦目标跟踪的ITAE指标改善是传统滑模控制方法的4.7%、是改进滑模-自抗扰控制方法的13.2%;在传感器白噪声干扰下,正弦目标跟踪的最大跟踪误差相对于改进滑模-自抗扰控制方法改善了一个数量级。 展开更多
关键词 永磁直线电机 直驱泵 深度神经网络 滑模控制 自抗扰控制
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基于直驱技术的锂电池柔性输送系统设计 被引量:1
7
作者 张烁 闵淑辉 +1 位作者 高自成 李立君 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期139-145,共7页
降低锂电池生产与制造过程中的成本和能量消耗是现代锂电池工业的核心目标,为提高锂电池配件输送系统的工作精度与输送效率,设计了一套基于直驱技术的锂电池柔性输送系统。对该输送系统进行了总体方案与结构设计,并对关键零/部件进行了... 降低锂电池生产与制造过程中的成本和能量消耗是现代锂电池工业的核心目标,为提高锂电池配件输送系统的工作精度与输送效率,设计了一套基于直驱技术的锂电池柔性输送系统。对该输送系统进行了总体方案与结构设计,并对关键零/部件进行了选型设计与分析;在工艺要求和结构设计的基础上,开发了一套基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的智能控制系统,以实现在控制界面中对整个输送过程进行实时监控和保护,同时可以对控制参数进行修改。现场运行结果表明,锂电池柔性输送系统运行稳定、输送效率高且操作方便,在连续运行情况下最大输送速度可达1.5 m/s,最大加速度可达25 m/s^(2),直线运动中的速度波动为±0.35 mm/s,重复定位精度为33.5μm,可为后续锂电池输送设备的研究提供理论参考。 展开更多
关键词 直驱技术 锂电池 直线电机 柔性 结构设计 智能控制
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电动舵机单闭环控制系统研究与设计 被引量:2
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作者 周满 李冬辉 +2 位作者 王立献 江华侨 曹晓鹏 《微电机》 2023年第8期16-20,42,共6页
为提高电动舵机结构紧凑性,实现电动舵机的单位置闭环,对无刷直流电机驱动与控制策略展开研究。首先,根据无刷直流电机数学模型及PWM驱动逻辑建模,以电路工作原理为基础,对相电流及机械特性进行理论分析。然后,为提高控制精度及抗扰性,... 为提高电动舵机结构紧凑性,实现电动舵机的单位置闭环,对无刷直流电机驱动与控制策略展开研究。首先,根据无刷直流电机数学模型及PWM驱动逻辑建模,以电路工作原理为基础,对相电流及机械特性进行理论分析。然后,为提高控制精度及抗扰性,提出高频限制二自由度控制算法,并讨论系统稳定性要求。最后,通过仿真表明,单极性驱动下电机具有较好的起动特性,有利于提高控制精度;8°阶跃及200°/s斜坡响应,在频率400 rad/s内闭环相角优于二阶系统;2 rad/s下正弦信号跟踪误差0.027°,结合电位计误差满足精度0.3°要求。无刷直流电机单位置环舵机方案满足系统指标要求。 展开更多
关键词 线性度 无刷直流电机 单极性驱动 二自由度控制 电动舵机
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齿轮加工机床用永磁同步电机直接转矩控制方法 被引量:2
9
作者 孙凯 张友海 +2 位作者 刘道国 闫怀国 邱晓东 《机械与电子》 2023年第7期52-56,共5页
针对齿轮加工机床的高精度伺服控制需求,改进永磁同步电机并提出一种自动化的直接转矩控制方法。根据齿轮加工机床传动装置特点与通用型永磁同步电机结构,将呈圆周分布的定子改为直线分布形式,用初级部件、次级部件代替定子、转子。依... 针对齿轮加工机床的高精度伺服控制需求,改进永磁同步电机并提出一种自动化的直接转矩控制方法。根据齿轮加工机床传动装置特点与通用型永磁同步电机结构,将呈圆周分布的定子改为直线分布形式,用初级部件、次级部件代替定子、转子。依据永磁同步直线电机结构与子系统的分析情况,通过转矩估计、磁链估计和模糊自适应控制等阶段,实现直接转矩控制的自动化控制。选取七轴五联动数控弧齿锥齿轮磨齿机作为实验对象,设置电机与所提方法的相关技术参数后,检验永磁同步直线电机性能与直接转矩控制性能。实验结果表明,经所提方法控制后的电机稳定性与散热性良好,证明所提方法对电机负载状态具有较好的自适应性,自动控制效果较为理想。 展开更多
关键词 齿轮加工机床 永磁同步电机 直线电机 直接转矩控制 模糊自适应控制
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直线驱动新技术及其在加工装备上的应用 被引量:18
10
作者 张春良 陈子辰 梅德庆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期45-49,39,共6页
直线电动机直接驱动系统是近 10年发展起来的一种新型进给传动方式 ,在各类高速、精密加工设备上具有广泛的应用前景。本文介绍了直线电动机的工作原理与性能特点 ;阐述了直线电动机伺服驱动系统采用传统控制技术、现代控制技术与智能... 直线电动机直接驱动系统是近 10年发展起来的一种新型进给传动方式 ,在各类高速、精密加工设备上具有广泛的应用前景。本文介绍了直线电动机的工作原理与性能特点 ;阐述了直线电动机伺服驱动系统采用传统控制技术、现代控制技术与智能控制技术的研究现状与发展趋势 ;介绍了直线电动机在高速精密切削加工机床、压力机。 展开更多
关键词 直线驱动 新技术 加工装备 直线电动机 机床
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机床进给系统用直线电动机综述 被引量:59
11
作者 王先逵 陈定积 吴丹 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2001年第8期18-21,共4页
直线电动机是一种新型驱动装置 ,有着广泛的应用。文章简单介绍了直线电动机的基本原理和分类 ,分析了其优缺点 ,综述了国内外的发展情况 。
关键词 直线电动机 直接驱动 高速加工 进给系统 数控机床
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直线电机伺服进给系统及其关键技术问题 被引量:20
12
作者 张春良 陈子辰 梅德庆 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2001年第11期37-40,共4页
介绍了直线电机的发展历程以及在高速精密机床上应用直线电机伺服进给系统的进展情况 ,讨论了直线电机伺服进给系统的一些关键技术问题。
关键词 直线电机 机床 进给系统 伺服系统
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基于PLC的新型垂直提升式立体车库控制系统设计 被引量:14
13
作者 易倩颖 叶云岳 郑灼 《机电工程》 CAS 2012年第4期409-412,共4页
为实现机械式立体车库的高效全自动运行,提出了基于可编程控制器(PLC)的立体车库控制系统解决方案。针对以直线电机直接驱动作为横移装置的新型垂直提升式立体车库,首先介绍了该系统的结构和工作原理,接着阐述了其车库控制系统的硬件组... 为实现机械式立体车库的高效全自动运行,提出了基于可编程控制器(PLC)的立体车库控制系统解决方案。针对以直线电机直接驱动作为横移装置的新型垂直提升式立体车库,首先介绍了该系统的结构和工作原理,接着阐述了其车库控制系统的硬件组成和程序编制,最后,进行了立体车库控制系统的运行试验。试验结果证明,该车库控制系统能够安全可靠地运行;且所提供的新型立体车库设计方案是可行的、有效的。 展开更多
关键词 立体车库 直线电机 直接驱动 控制系统
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直线电机在机床工业中的最新应用及技术分析 被引量:24
14
作者 刘泉 张建民 王先逵 《机床与液压》 北大核心 2004年第6期1-3,共3页
直线电机在机床进给驱动上的应用日益广泛 ,比起传统的进给驱动方式 ,它能提供非常高的速度、加速度和位置精度 ,大大提高了生产率和加工件表面质量。文章介绍了直线电机在机床上的最新应用情况 ,并就应用中的关键技术问题进行了分析。
关键词 直线电机 高速加工 机床 进给驱动
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超精密桌面微细铣削机床的研制 被引量:13
15
作者 张升 程祥 +1 位作者 杨先海 代玉娟 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第1期110-112,共3页
研制了一台适用于微细加工的三轴联动超精密微细铣削桌面机床,采用立式结构,总体尺寸为(610×650×630)mm。从机械结构的整体设计和控制系统搭建两方面对设计的超精密微细铣削机床进行了介绍,并应用有限元对机床进行了分析。机... 研制了一台适用于微细加工的三轴联动超精密微细铣削桌面机床,采用立式结构,总体尺寸为(610×650×630)mm。从机械结构的整体设计和控制系统搭建两方面对设计的超精密微细铣削机床进行了介绍,并应用有限元对机床进行了分析。机床控制系统采用PC加运动控制器的开放式控制系统,配以高精度直线电机以及高分辨率光栅尺构成了全闭环控制系统。最后使用直径50μm螺旋角度为60°的端铣刀在不锈钢304表面上进行的加工实验,验证了研发的桌面铣床的实际加工性能。 展开更多
关键词 微细加工 桌面机床 开放式数控系统 有限元分析 直线电机 全闭环控制
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基于线性矩阵不等式的环形永磁力矩电机的H_2/H_∞静态输出反馈控制 被引量:20
16
作者 孙宜标 金石 王成元 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第15期8-14,共7页
针对直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机易受负载扰动及自身参数变化影响的特点,文中基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI),设计了一个多目标混合H2/H∞静态输出反馈控制器,该控制器可使闭环系统的极点均落在预先选定的... 针对直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机易受负载扰动及自身参数变化影响的特点,文中基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI),设计了一个多目标混合H2/H∞静态输出反馈控制器,该控制器可使闭环系统的极点均落在预先选定的线性矩阵不等式区域D内来实现极点配置。所设计的多目标控制器同时考虑了闭环系统的极点位置和2个重要的鲁棒性能指标(H2和H∞范数),不但保证系统的稳定型和快速性,还使系统对外界及自身扰动具有较强的鲁棒性,在很大程度上解决快速性和鲁棒性之间的矛盾。仿真结果及分析表明,所提出控制器满足高精度直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机伺服系统对快速性和鲁棒性的要求。 展开更多
关键词 直接驱动 环形永磁力矩电机 线性矩阵不等式 混合H2/H∞控制 静态输出反馈控制 多目标控制
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基于数控机床进给用磁悬浮直线电机摩擦的消除 被引量:8
17
作者 杨霞 李强 +1 位作者 郭庆鼎 张博舒 《组合机床与自动化加工技术》 2005年第7期41-42,45,共3页
文章就传统数控机床移动式加工中,移动部件和静止导轨之间存在着摩擦问题,提出了采用磁悬浮直线电机的这一新方法来消除摩擦,研究分析结果可以实现无摩擦控制,在推进力的作用下,运动体能够实现快速精密定位。
关键词 数控机床 磁悬浮 直线电机
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高速大推力直线电机直接驱动进给系统动态性能的分析 被引量:9
18
作者 肖曙红 查长礼 张伯霖 《机床与液压》 北大核心 2007年第5期20-22,共3页
大推力直线电机直接驱动是一种新颖的高速数控机床直线进给系统驱动方式,它将直线电机的定子和动子分别安装在机床床身和工作台上,取消一切机械传动环节,大大提高进给系统的伺服性能,但这种驱动方式对外界干扰非常敏感,机床运行过程中... 大推力直线电机直接驱动是一种新颖的高速数控机床直线进给系统驱动方式,它将直线电机的定子和动子分别安装在机床床身和工作台上,取消一切机械传动环节,大大提高进给系统的伺服性能,但这种驱动方式对外界干扰非常敏感,机床运行过程中切削力甚至进给系统运动部件质量的变化等均是系统的直接干扰。本文根据直接驱动进给系统的控制模型,分析了系统动态刚度的计算方法和主要影响因素,提出了提高动态性能的方法。根据系统的特点,设计动态质量估计器,实现直接驱动进给系统的动态质量在线估计和补偿。对实际系统的仿真分析表明,本文提出的基于系统动态质量在线估计与补偿方法,能大大提高系统的性能。 展开更多
关键词 高速机床 直接驱动 进给系统 直线电机 高速加工 动态特性
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基于神经网络给定补偿的交流永磁直线伺服系统滑模控制 被引量:32
19
作者 孙宜标 郭庆鼎 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期21-25,87,共6页
针对直接驱动的永磁直线同步电动机 (PMLSM )伺服系统 ,应用滑模变结构控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。为使系统具有自学习能力 ,削弱滑模控制所引起的“抖振” ,采用基于神经网络前馈给定补偿的滑模控制策略。仿真结果表... 针对直接驱动的永磁直线同步电动机 (PMLSM )伺服系统 ,应用滑模变结构控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。为使系统具有自学习能力 ,削弱滑模控制所引起的“抖振” ,采用基于神经网络前馈给定补偿的滑模控制策略。仿真结果表明 ,该方案有效地克服了永磁直线同步电机特有的端部效应所产生的推力波动对系统的影响 ,对参数变化及阻力扰动具有很强的鲁棒性 。 展开更多
关键词 滑模变结构控制 复合控制 神经网络 永磁直线同步电动机 直接驱动
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几种数控机床回转进给机构的传动形式 被引量:6
20
作者 张文博 李焱 +1 位作者 高秀峰 于春明 《机械传动》 CSCD 北大核心 2011年第5期76-80,共5页
以五轴加工中心的第四轴和第五轴回转进给机构为研究对象,介绍了几种常用的数控机床回转进给机构的传动形式;对蜗杆蜗轮和凸轮等机械传动结构的传动形式、结构特点和消隙方法进行了对比和分析;指出了直接驱动技术在数控机床回转进给机... 以五轴加工中心的第四轴和第五轴回转进给机构为研究对象,介绍了几种常用的数控机床回转进给机构的传动形式;对蜗杆蜗轮和凸轮等机械传动结构的传动形式、结构特点和消隙方法进行了对比和分析;指出了直接驱动技术在数控机床回转进给机构设计中的关键技术和难点;针对双摆角数控万能铣头和数控转台等回转进给机构的不同特点,阐述了各传动机构在数控机床回转进给机构中的设计方法。 展开更多
关键词 数控机床 回转进给机构 蜗杆蜗轮 凸轮 直接驱动技术
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