基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的永磁同步直线电机等效机械参数辨识策略

针对机械参数辨识精度受推力系数波动影响而降低的问题,提出等效机械参数模型,将推力系数与待辨识参数相结合,并推导该模型在控制器调谐和前馈补偿上与传统模型的等效性。为了进一步实现等效机械参数在线辨识,构建基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的辨识器。混合自适应扩展卡尔曼滤波在系统噪声矩阵和渐消因子中加入自适应机制,能够估计系统噪声,并在负载突变时快速收敛。通过对系统可观性和矩阵正定性的推导,证明算法的稳定性。最后,在一台永磁同步直线电机上进行实验,验证所提算法的有效性及其在PWM周期为32 kHz和10 kHz时在线运行的可行性。

机床进给用直接驱动直线伺服电动机

针对现代数控机床高速、高精发展趋势 ,分析了机床进给系统应用直线电动机的优缺点。阐述了不同结构类型直线电动机的特点及其相应的应用场合。

零传动机床的高速直线进给单元的伺服动刚度研究

通过对直线电机进给伺服系统的结构特点和组成原理进行分析 ,推导出直线电机进给系统控制模型 ,利用Matlab&Simulink软件对模型进行了仿真 ,并结合GD - 3型直线进给单元的伺服刚度的实验研究 ,分析了控制参数对直线电机伺服刚度的影响规律。

永磁同步直线电机伺服系统负载扰动建模与抑制

针对直线电机伺服系统没有中间传动机构,负载扰动严重影响系统伺服性能这一问题,文章在建立永磁同步直线电机伺服系统负载扰动模型的基础上,提出了一种改进型的扰动补偿器与复合控制器相结合的扰动抑制方法。该方法采用在线扰动观测与补偿器来实时估计源于摩擦力、纹波推力等扰动并进行补偿,并且通过设置电流增益来改善扰动补偿器的动态性能,减少系统响应时间。速度环采用PI与重复控制相结合的复合控制方式,实现速度的精准控制。通过仿真验证,该扰动抑制方法不仅能减小系统的响应时间,而且提高了直线电机伺服系统的控制精度和鲁棒性。

直线伺服系统的鲁棒保性能控制研究

对具有不确定性的直线电机伺服系统进行鲁棒控制。把一矢量控制的永磁直线电机构成一个三环系统,在速度环和电流环内采用IP速度控制器和状态反馈控制器,以实现电机的高精度快速进给,并抑制外部扰动对系统的影响。为了保证对于所有允许的参数不确定性,系统都具有所期望的性能,采用保性能控制方法设计其最优状态反馈保性能控制器。对电机在两种最恶劣情况下作了仿真实验。结果表明,和传统的方法相比,用该方法设计的直线伺服系统具有性能鲁棒性,当参数变化时,系统具有较好的抗扰性和跟踪性能。

永磁交流直线伺服系统的研究

永磁直线同步伺服系统采用直接驱动方式,可构成大行程、高精度、高速度的高性能伺服系统。针对其变速机械易受参数、负载等扰动的影响,提出一种基于扰动观测辱的鲁棒控制方法,利用观测器预测估算出参数的变化和负载的波动等各种噪声,并产生前馈补偿信号输入系统。实验结果表明,该方法能有效地抑制各种扰动影响。

数控机床用直线电机伺服试验平台开发及应用

在分析数控机床用直线电机驱动伺服系统动态特性的基础上,概括了直线伺服系统抑制外部扰动、提高稳态精度、提高动态响应速率以及增强鲁棒性的先进控制策略,研制了数控机床用直线电机驱动伺服系统综合试验平台及其调试软件,最后,指出了直线电机在使用过程中其他一些值得关注的技术问题。

直线电动机伺服系统的鲁棒H_∞控制

对具有时变不确定性的直线电动机伺服系统提出鲁棒H∞ 控制。将时变参数不确定系统的鲁棒H∞ 控制问题 ,转化成一个等价的、不包含任何参数不确定性的线性时不变系统的标准H∞ 控制问题 ;对标准H∞ 控制问题 ,可通过求解代数Riccati矩阵方程的对称正定解求得控制器 ,也就是不确定系统的鲁棒H∞ 控制器。仿真结果表明 ,用该方法设计的直线伺服系统 ,既能保证系统对外部扰动具有良好的抑制作用 ,又能保证对参数不确定性的鲁棒性。

直线电机伺服系统的设计与应用研究

简单介绍了直线电机的分类和优点,设计了一种直线电机伺服系统的结构,说明了驱动器的使用方法及其基本工作原理,对应不同的控制参数采集速度控制和位置控制的伺服曲线,建立了直线电机伺服系统的控制模型,比较了模型运算结果和实际测试采样结果,分析了控制算法及参数对伺服系统性能的影响,描述了最终伺服系统所达到的性能指标。

自适应遗传算法在直线电机进给系统伺服参数优化中的应用研究

针对传统经验方法难以得到合理的直线电机进给伺服系统控制参数,提出一种改进的自适应遗传算法对直线电机伺服系统五个控制参数进行同步优化。在分析直线电机进给系统控制原理的基础上,采用实数编码对控制参数进行编码生成种群,根据控制需求确定了由误差积分项、超调量惩罚项、稳定时间项组成的适应度函数,为加快遗传算法的收敛速度、防止算法进入局部收敛,采用非线性变化的自适应交叉率和变异率对算法进行改进。仿真结果显示,改进的自适应遗传算法在保证系统无超调的情况下使稳定时间达到4.1 ms,优于"三环参数整定法"的39 ms和传统遗传算法的5.9ms,相比于三环参数整定法系统达到稳态所需要的时间减少了89.4%;采用改进的自适应遗传算法后正弦信号的平均相对跟随误差绝对值为24.70%,优于"三环参数整定法"和传统遗传算法的51.02%和24.77%。因此,改进的自适应遗传算法在解决直线电机伺服系统多控制参数同步优化问题时,性能优于"三环参数整定法"和传统遗传算法。

多种干扰对同步直线电机伺服系统运动性能的影响

由于传统的旋转电机+滚珠丝杠进给方式的限制,高速高精运动大都采用直线电机。然而直线电机伺服系统没有中间缓冲环节,任何干扰直接作用在运动部件上,带来一系列问题,增加了控制的难度。文章首先推导了采用IP速度回路的直线电机伺服系统,然后针对电压波动、电磁干扰、接地误差、传感器误差和负载扰动,对某型直线电机进行了仿真与试验,得到了有益的结论。

直线伺服系统的双目标非脆弱控制器的设计及仿真

针对直线伺服系统中存在的多种不确定性,提出一种双目标非脆弱控制器的控制方法.从系统的区域极点配置和保性能控制2种控制目标出发,利用LMI方法推导出鲁棒状态反馈控制器的存在条件,同时考虑直线伺服系统中,控制器增益存在的加性摄动,设计出的控制器实现了系统2种性能指标的优化.并给出具体的算例说明了设计方法的可行性,仿真实验结果表明该控制方法具有很强的鲁棒性.

精密直驱龙门系统的交叉耦合互补滑模控制

针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)易受系统存在的端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的影响,建立含有不确定性因素的直线伺服系统的动态模型。为了使系统实现高精度强鲁棒性的位置跟踪性能,设计基于CCC和CSMC的双直线电动机伺服系统。利用CSMC对系统不确定性因素不敏感和抖振小的优点,来保证双直线电动机伺服系统中单轴的位置跟踪精度;并将CCC引入到双直线电动机伺服系统中,消除了双电动机之间存在的耦合,进而减小了系统的位置同步误差。系统实验结果表明,该控制方法具有快速的跟踪性和较强的鲁棒性,能够满足高精度强鲁棒性的实际加工生产需求。

基于LabVIEW监控的直线伺服刀具进给系统的自抗扰控制

针对非圆活塞零件的实际加工环境,以非圆车削直线电机刀具进给系统为控制对象,系统由直线电机、TMS320F2812DSP和LabVIEW数据采集及位置反馈部分组成。采用自抗扰方法对直线电机伺服控制进行仿真及实际实验研究,获得较好的控制效果。

精密高速滚珠丝杠副的发展及其应用

论述了什么是精密高速滚珠丝杠副 ,近年国内外精密高速滚珠丝杠副的发展动向 ,精密高速滚珠丝杠副与直线电动机的比较与选择 。

精密高速滚珠丝杠副的最新发展及其应用

介绍了精密高速滚珠丝杠副及其国内外发展动态 ,进行了它与直线电动机的性能比较和适用场合的论述 。

永磁同步直线电动机位置伺服系统矢量控制

采用矢量控制方法构建永磁同步直线电动机位置伺服系统,并利用SVPWM技术中对两种不同空间矢量合成,进行PWM波的谐波分析。给出了磁场定向矢量控制的软件实现思路,介绍了以IR2130为驱动芯片的驱动电路硬件原理。实验结果表明,该直线电动机位置伺服系统控制效果良好。

加工中心双直线电机自适应模糊滑模同步控制

针对龙门移动式加工中心X轴驱动过程中两套直线电机伺服系统的位置不同步问题,采用了自适应模糊滑模控制方法对两直线电机的位置和速度误差进行补偿,设计了自适应模糊滑模同步控制器。该同步补偿方法充分利用了滑模控制的快速响应及对被控对象变化不敏感的特性。在用模糊控制削弱了滑模的抖振的同时,设计一个自适应调节律来估计最优的调节量,以较小的控制量保证较好的跟踪性能,既保证了系统的稳定性又易于工程实现。通过Simulink仿真验证了该方法的可行性并与模糊滑模控制进行了比较,结果表明该方法提高了同步控制精度。

基于改进型速度滑模控制器的永磁直线同步电机伺服系统

针对微分滑模控制降低系统稳定性和滑模控制固有的抖振问题,并对变指数趋近律滑模控制存在的不足进行改进,研究了一种新型积分滑模控制器,并将它应用于永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的速度环控制中。通过MATLAB/Simulink及MATLAB编程搭建PMLSM伺服系统仿真模型。仿真结果表明,与传统PI和变指数滑模控制相比,新型滑模变结构控制器不仅能有效抑制滑模变结构的抖振,还增强了控制系统的快速性和鲁棒性。这为进入下一步系统平台试验提供了理论和仿真依据。

快速刀具伺服系统的模糊自适应滑模控制

针对由永磁同步直线电机驱动的快速刀具直线伺服系统在高频输入信号下跟踪控制精度低的问题,设计了模糊自适应滑模控制算法.算法采用滑模控制进行跟踪,利用模糊自适应控制方法对传统滑模控制器中的不连续控制量进行模糊逼近,同时对实际运行中系统的不确定因素进行补偿,并设计了相应的自适应算法以补偿模糊控制律的不足,从而有效降低抖振.仿真结果表明,算法可以解决伺服系统的高频跟踪问题,具有较快的响应速度,对负载扰动有较强的鲁棒性.