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永磁同步直线伺服系统的纹波推力补偿 被引量:2
1
作者 卢少武 唐小琦 +1 位作者 周凤星 解传宁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期106-110,共5页
针对纹波推力对永磁同步直线伺服系统的影响,提出了一种纹波推力补偿策略:基于纹波推力自适应补偿的永磁同步直线伺服系统位置控制。在这种控制策略中,首先采用快速傅里叶变换分析推力电流来离线提取纹波推力的特征频率,有利于纹波推力... 针对纹波推力对永磁同步直线伺服系统的影响,提出了一种纹波推力补偿策略:基于纹波推力自适应补偿的永磁同步直线伺服系统位置控制。在这种控制策略中,首先采用快速傅里叶变换分析推力电流来离线提取纹波推力的特征频率,有利于纹波推力数学模型的简化,再通过递推最小二乘算法在线辨识纹波推力的模型参数,结合纹波推力的特征频率和模型参数,动态地实现了纹波推力的精确估计,最后将纹波推力估计模型直接作用于永磁同步直线伺服系统,对推力电流进行前馈补偿控制,从而实时抑制纹波推力。实验结果表明,采用所提的补偿策略,最大位置跟踪波动误差从补偿前的50μm左右下降到补偿后的不足20μm,位置控制性能得到明显改善,对高性能永磁同步直线伺服系统的抗扰动策略研究具有重要的理论和现实意义。 展开更多
关键词 永磁同步直线伺服系统 纹波推力 快速傅里叶变换 递推最小二乘算法 实时补偿
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基于扩展卡尔曼滤波辨识永磁同步直线伺服系统的负载惯量参数
2
作者 武静 陈浩君 王岩 《东莞理工学院学报》 2024年第3期100-108,共9页
针对目前永磁同步直线电机带柔性负载产生谐振频率的辨识问题,提出通过使用非线性扩展卡尔曼滤波器(EKF)辨识负载惯量进行对谐振频率的计算。首先建立电机-柔性连接-负载的二质量系统模型;其次在系统模型上搭建EKF算法,重点研究EKF算法... 针对目前永磁同步直线电机带柔性负载产生谐振频率的辨识问题,提出通过使用非线性扩展卡尔曼滤波器(EKF)辨识负载惯量进行对谐振频率的计算。首先建立电机-柔性连接-负载的二质量系统模型;其次在系统模型上搭建EKF算法,重点研究EKF算法在二质量系统模型中状态方程与量测方程的建立。建立EKF二质量系统仿真模型,并进行仿真实验;最后将EKF算法应用在永磁同步直线电机系统之中进行辨识,实现对永磁同步直线电机带柔性负载的负载惯量辨识,根据仿真验证能在0.1 s以内辨识0.1 kg*m 2负载惯量。在惯量变换时能够实时修正辨识结果,辨识误差小于1%。 展开更多
关键词 同步直线电机 扩展卡尔曼滤波 负载惯量 参数辨识
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永磁同步直线伺服系统的一种双模控制 被引量:4
3
作者 张霖 党选举 曾思霖 《电气传动》 北大核心 2010年第2期53-56,共4页
针对永磁同步直线电动机(PMLSM)伺服系统的端部效应问题,采用了一种双模控制,将基于RBF神经网络辨识的单神经元PID控制和基于神经网络给定补偿的复合控制相结合。有效地解决了并联型辨识结构对初值敏感及参数收敛的问题。实现了控制系... 针对永磁同步直线电动机(PMLSM)伺服系统的端部效应问题,采用了一种双模控制,将基于RBF神经网络辨识的单神经元PID控制和基于神经网络给定补偿的复合控制相结合。有效地解决了并联型辨识结构对初值敏感及参数收敛的问题。实现了控制系统的快速跟踪,同时对外部扰动和参数变化有较强抑制作用。给出了该控制方案与基于RBF神经网络辨识的单神经元PID控制的仿真比较,验证了该方案的有效性。 展开更多
关键词 同步直线电动机 端部效应 双模控制 径向基函数神经网络 复合控制
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数控机床永磁同步直线伺服系统免疫控制 被引量:6
4
作者 刘春芳 杜昭童 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2015年第1期1-5,共5页
针对数控机床永磁同步直线电机(PMLSM)伺服进给系统存在的波纹推力扰动、齿槽力扰动、端部效应扰动和其他不确定性扰动的问题,应用免疫反馈系统的免疫性原理在传统PID基础上设计了一种免疫PID控制器.免疫系统在大干扰和不确定性环境中... 针对数控机床永磁同步直线电机(PMLSM)伺服进给系统存在的波纹推力扰动、齿槽力扰动、端部效应扰动和其他不确定性扰动的问题,应用免疫反馈系统的免疫性原理在传统PID基础上设计了一种免疫PID控制器.免疫系统在大干扰和不确定性环境中都具有很强的鲁棒性和自适应性,使伺服系统既具有快速响应和设计简单的特点,又结合了免疫控制的抗干扰特性.在M ATLAB环境下对永磁同步直线电机数控机床伺服进给系统进行仿真,结果表明,此种控制方案下的PMLSM伺服系统具有更好的控制精度、较快的响应速度和较小的超调量,抗干扰能力更强. 展开更多
关键词 同步直线电机 端部效应 免疫反馈 免疫PID控制 快速响应 抗干扰性 控制精度
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基于滤波型并联位置结构的永磁同步电机伺服系统设计
5
作者 丁一峰 朱其新 朱永红 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期101-108,共8页
随着对位置伺服控制系统中位置精度、响应速度、稳定程度要求的提高,传统的三环串联矢量控制系统已无法同时满足这些性能要求。针对此问题,设计一种滤波型并联矢量控制系统。分别对串、并联结构系统进行模型简化分析,并通过频域法进行... 随着对位置伺服控制系统中位置精度、响应速度、稳定程度要求的提高,传统的三环串联矢量控制系统已无法同时满足这些性能要求。针对此问题,设计一种滤波型并联矢量控制系统。分别对串、并联结构系统进行模型简化分析,并通过频域法进行参数整定。从机制上对两种结构系统的稳态性能和动态性能进行对比分析,得出并联结构系统的综合控制性能优于串联控制系统,但其抗高频扰动性能较差。利用根轨迹簇解析各个控制器参数对系统稳定性的影响;同时通过伯德图的三频段理论对系统的动态性能进行研究。最后,进一步分析得出相较于串联结构系统,并联结构系统可以更方便地通过加入调节控制器进行性能优化,并以此为基础在系统中加入二阶巴特沃斯滤波器,提出了滤波型并联结构系统,在维持系统低中频性能的基础上,改善了系统的高频性能。仿真结果表明:滤波型并联结构系统可以消除位置环在动态信号输入下的稳态误差,同时具备更快的响应速度和较好的高频抑制性能。 展开更多
关键词 同步电机 位置伺服系统 并联结构系统 根轨迹簇 巴特沃斯滤波器
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基于电机参数自学习的永磁直线同步电动机伺服控制系统探析
6
作者 王强 《中文科技期刊数据库(引文版)工程技术》 2025年第1期101-104,共4页
为了解决直线电机伺服控制技术及其内部参数获取难的问题,本文围绕永磁直线同步电机(PMLSM)进行了系统设计与分析,以电机参数学习技术为基础,提出了PMLSM伺服控制系统,并分析了该系统的硬件与软件设计情况。最后,本文还通过研制并应用... 为了解决直线电机伺服控制技术及其内部参数获取难的问题,本文围绕永磁直线同步电机(PMLSM)进行了系统设计与分析,以电机参数学习技术为基础,提出了PMLSM伺服控制系统,并分析了该系统的硬件与软件设计情况。最后,本文还通过研制并应用专业的实验装置,证实了这一系统的可行性,希望本文的研究成果能为读者提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 电机参数自学习 直线同步电动机 伺服控制系统
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基于延迟补偿的永磁直线同步电机伺服系统双闭环鲁棒重复控制
7
作者 徐东波 武志涛 《电机与控制应用》 2024年第11期64-74,共11页
【目的】为提升永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的动态响应和鲁棒性,提出了一种将带延迟补偿的鲁棒速度控制与插入式重复比例微分(PD)位置控制相结合的双闭环级联复合控制方法。【方法】首先,基于参考模型鲁棒补偿原理设计了鲁棒速度... 【目的】为提升永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的动态响应和鲁棒性,提出了一种将带延迟补偿的鲁棒速度控制与插入式重复比例微分(PD)位置控制相结合的双闭环级联复合控制方法。【方法】首先,基于参考模型鲁棒补偿原理设计了鲁棒速度控制器,该控制器能够有效地调节参考模型与实际系统模型之间的建模误差,并利用逆系统延迟模型来抵消系统传输延迟效应。此外,为了有效抑制周期性外部扰动,引入了插入式重复控制器与PD位置控制器相结合,构建了插入式重复PD位置控制器。【结果】试验结果表明,通过这种双闭环级联控制结构,可以有效地减小位置误差,解决了传输延迟导致的系统性能变差和响应超调问题,并且有效抑制了外部周期性扰动的影响。【结论】所提复合控制方法使PMLSM位置伺服系统能够实现对周期性信号的高精度跟踪,并提高了系统的动态响应和鲁棒性。 展开更多
关键词 直线同步电机 延迟补偿 周期性输入 重复控制 外部扰动
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基于双核架构的永磁同步直线电机驱动控制系统设计
8
作者 郑伟亮 王成群 《中国集成电路》 2025年第3期63-70,共8页
针对永磁同步直线电机(PMSLM)控制中数据处理任务多、实时性要求高的问题,设计了一种基于FPGA和ARM双核架构的永磁同步直线电机驱动控制系统。通过在FPGA中实现对电机的矢量控制和高速数据采样、通信处理等功能,实现了多任务并行处理,同... 针对永磁同步直线电机(PMSLM)控制中数据处理任务多、实时性要求高的问题,设计了一种基于FPGA和ARM双核架构的永磁同步直线电机驱动控制系统。通过在FPGA中实现对电机的矢量控制和高速数据采样、通信处理等功能,实现了多任务并行处理,同时,在ARM中实现速度运算和人机交互,提高了系统速度和电流的控制精度,具有高可靠性、高响应速度等优点。本文首先针对双核架构设计了系统总体方案,完成了系统的软硬件设计,实验结果表明,该控制系统能够在电流环30kHz和速度环1kHz下稳定运行,满足永磁同步直线电机控制需求,速度和电流控制平稳,具有较好的实用性和应用价值。 展开更多
关键词 双核 ARM FPGA 同步直线电机 矢量控制
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高精度永磁直线同步电动机伺服系统鲁棒位置控制器的设计 被引量:41
9
作者 郭庆鼎 周悦 郭威 《电机与控制学报》 EI CSCD 1998年第4期208-212,共5页
详细地介绍了高精度、微进给永磁直线交流同步电动机(PMLSM)驱动系统鲁棒位置控制器的设计。首先,在空载情况下,由静态实验获得非线性摩擦系数模型,通过前馈摩擦补偿器补偿非线性摩擦。其次,由递推最小二乘估计器RLS和负... 详细地介绍了高精度、微进给永磁直线交流同步电动机(PMLSM)驱动系统鲁棒位置控制器的设计。首先,在空载情况下,由静态实验获得非线性摩擦系数模型,通过前馈摩擦补偿器补偿非线性摩擦。其次,由递推最小二乘估计器RLS和负载扰动力观测器构成的估计器,估计动子质量、粘滞摩擦系数和负载扰动力。设计积分—比例IP位置控制器以满足跟踪指令和抑制扰动。将观测的负载扰动力前馈,进一步增强系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 直线同步电动机 电机 伺服系统 位置控制器
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自适应神经元实现的直线永磁同步电机伺服系统的预见前馈补偿 被引量:9
10
作者 郭威 周悦 郭庆鼎 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第20期1718-1721,共4页
介绍了高精度微进给直线永磁同步电机伺服系统的 IP位置控制 ,提出了对该系统的最优预见前馈补偿 ,以提高系统的跟踪性能。为了能适应系统参数的变化 ,采用自适应神经元来实现预见前馈补偿。自适应神经元的输入向量为预见步数 ,权值为... 介绍了高精度微进给直线永磁同步电机伺服系统的 IP位置控制 ,提出了对该系统的最优预见前馈补偿 ,以提高系统的跟踪性能。为了能适应系统参数的变化 ,采用自适应神经元来实现预见前馈补偿。自适应神经元的输入向量为预见步数 ,权值为预见前馈系数 ,权值具有明确的物理意义 ,而且权的初始值不是随机数 ,而是系统在额定情况下算出的预见前馈系数 ,从而加快了神经元的调整速度 ,提高了系统的跟踪能力。 展开更多
关键词 伺服系统 直线同步电机 预见前馈补偿 IP位置控制器 自适应神经元
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永磁直线同步伺服系统采用神经网络实现的实时IP位置控制器的在线设计 被引量:12
11
作者 郭庆鼎 周悦 郭威 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第6期1-4,共4页
针对永磁直线同步电机PMLSM 伺服系统中的诸多不确定性问题, 提出了采用神经网络来实现实时积分- 比例IP 位置控制器的在线设计。本文所提出的神经网络结构合理、简单,权值具有明确物理意义和可以在线快速调整的特点, 以便... 针对永磁直线同步电机PMLSM 伺服系统中的诸多不确定性问题, 提出了采用神经网络来实现实时积分- 比例IP 位置控制器的在线设计。本文所提出的神经网络结构合理、简单,权值具有明确物理意义和可以在线快速调整的特点, 以便进行实时控制。用由递推最小二乘估计器RLS和负载扰动力观测器构成的估计器来估计动子质量、粘滞摩擦系数和负载扰动力。将观测的负载扰动力前馈, 进一步增强系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 直线电机 伺服系统 神经网络 IP位置控制器
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直线永磁同步伺服系统的滑模-神经网络控制 被引量:4
12
作者 仇翔 俞立 南余荣 《微特电机》 北大核心 2008年第2期44-47,共4页
针对直接驱动的直线永磁同步伺服系统,提出一种基于滑模控制和神经网络控制相结合的双自由度控制策略。滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能;神经网络输出反馈控制器对系统参数摄动和外在阻力变化进行抑制,并削弱了滑模控制... 针对直接驱动的直线永磁同步伺服系统,提出一种基于滑模控制和神经网络控制相结合的双自由度控制策略。滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能;神经网络输出反馈控制器对系统参数摄动和外在阻力变化进行抑制,并削弱了滑模控制引起的系统抖振。该控制策略很好地解决了直线永磁同步伺服系统的跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。仿真结果表明该方案在保证伺服系统快速性的同时,对参数摄动和阻力扰动(尤其是非线性时变扰动)具有很好的鲁棒性。 展开更多
关键词 直线同步伺服系统 滑模变结构控制 神经网络控制
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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 被引量:3
13
作者 罗志伟 谷爱昱 +1 位作者 洪俊杰 李文玉 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第12期39-43,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 直线同步电机 伺服系统 速度环 积分滑模控制器 快速性 鲁棒性
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永磁同步直线电动机位置伺服系统矢量控制 被引量:4
14
作者 翟小飞 张俊洪 赵镜红 《微电机》 北大核心 2007年第5期73-75,共3页
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... 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。 展开更多
关键词 同步电动机 直线电动机 矢量控制 位置伺服系统 空间电压矢量脉宽调制
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无速度传感器永磁同步直线电机伺服系统的自适应鲁棒控制 被引量:5
15
作者 唐传胜 戴跃洪 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第11期64-67,共4页
为了提高永磁同步直线电机伺服系统的动态性能,提出了一种新型的自适应鲁棒控制器。该控制器不含电机参数,只与系统的状态变量有关,从而降低了对系统模型参数的依赖性。基于Lyapunov理论证明了所设计控制器的渐进稳定性。其次,将基于S... 为了提高永磁同步直线电机伺服系统的动态性能,提出了一种新型的自适应鲁棒控制器。该控制器不含电机参数,只与系统的状态变量有关,从而降低了对系统模型参数的依赖性。基于Lyapunov理论证明了所设计控制器的渐进稳定性。其次,将基于S函数的滑模观测器代替传统的滑模观测器,来实现直线电机动子的速度估计,彻底解决了传统滑模观测器中引入低通滤波带来的幅值和相位误差,改善了观测器的估计精度。最后,通过仿真验证了所提方案的有效性。 展开更多
关键词 同步直线电机 自适应控制 滑模观测器 PID控制 滑模控制
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高性能永磁直线同步电机鲁棒速度伺服系统的研究 被引量:2
16
作者 郭庆鼎 王军 《电气传动》 北大核心 2001年第4期14-16,23,共4页
文章针对高性能永磁直线同步电机 ( PML SM)速度伺服系统的要求 ,首先提出了一种基于传统观测器导出的辨识方法 ,对负载阻力、动子质量 ,粘滞摩擦系数进行在线辨识 ,实时补偿上述 3个参数变化所造成的推力扰动。其次 ,设计了一个时滞补... 文章针对高性能永磁直线同步电机 ( PML SM)速度伺服系统的要求 ,首先提出了一种基于传统观测器导出的辨识方法 ,对负载阻力、动子质量 ,粘滞摩擦系数进行在线辨识 ,实时补偿上述 3个参数变化所造成的推力扰动。其次 ,设计了一个时滞补偿器 ,对逆变器电路电力传输滞后和转速测量滞后所造成的系统动态性能下降进行了补偿。最后 ,结合 IP速度控制器设计了一高性能永磁直线同步电机速度伺服系统。仿真实验表明 ,所设计系统具有很强的鲁棒伺服性能。 展开更多
关键词 直线同步电机 鲁棒性 速度伺服系统 参数辨识
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基于模型参考自适应模糊神经网络的直线永磁同步电动机速度伺服系统 被引量:3
17
作者 沈显庆 王成元 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期425-427,431,共4页
针对直线永磁同步电动机全闭环控制系统易受干扰而降低系统性能指标,甚至造成不稳定等问题,采用模型参考自适应模糊神经网络在线辩识方法,用梯度法实时修正模糊控制器的输入和输出隶属度参数,建立了模型参考自适应模糊神经网络速度伺服... 针对直线永磁同步电动机全闭环控制系统易受干扰而降低系统性能指标,甚至造成不稳定等问题,采用模型参考自适应模糊神经网络在线辩识方法,用梯度法实时修正模糊控制器的输入和输出隶属度参数,建立了模型参考自适应模糊神经网络速度伺服系统模型,并给出了模糊神经网络控制器的设计。通过仿真和实验结果证明,这种方法提高了速度检测装置的分辨率和动态响应能力,并且使系统具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 模型参考自适应 模糊神经网络 直线同步电动机 时滞补偿器
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基于周期学习扰动观测器的永磁直线同步电机伺服系统控制 被引量:16
18
作者 赵希梅 武文斌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期1985-1993,共9页
针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统执行重复性运动任务时存在周期性扰动的问题,提出了一种新型周期学习扰动观测器(PLDOB)来削弱这些扰动。首先,建立了含有不确定性的PMLSM动态模型,利用扰动观测器(DOB)来估计包括参数变化、未建模... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统执行重复性运动任务时存在周期性扰动的问题,提出了一种新型周期学习扰动观测器(PLDOB)来削弱这些扰动。首先,建立了含有不确定性的PMLSM动态模型,利用扰动观测器(DOB)来估计包括参数变化、未建模动态、摩擦力和推力波动在内的扰动。然后,通过周期学习律来校正每个周期内的扰动。此控制方案无需扰动的数学模型以及模型参数的控制律,直接从扰动的角度设计,并且还可以对DOB中Q-滤波器带宽以外的扰动进行补偿。最后,通过实验验证了该方案是有效可行的,明显提高了系统的跟踪性能和抗扰性能。 展开更多
关键词 直线同步电机 周期学习扰动观测器 周期性扰动 扰动补偿 跟踪误差
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基于双DSP的永磁同步直线电机伺服系统 被引量:1
19
作者 艾武 刘凌云 +2 位作者 张代林 陈幼平 金振荣 《微电机》 北大核心 2006年第3期63-67,共5页
直线驱动技术由于机械结构简单而获得了广泛关注和应用。该文提出了一种基于双数字信号处理器(DSP)的交流永磁同步直线电机(PM SLM)伺服控制系统的实现方案;分析了系统结构、解耦方式、模块功能划分以及数据通讯模式,给出了双DSP间接口... 直线驱动技术由于机械结构简单而获得了广泛关注和应用。该文提出了一种基于双数字信号处理器(DSP)的交流永磁同步直线电机(PM SLM)伺服控制系统的实现方案;分析了系统结构、解耦方式、模块功能划分以及数据通讯模式,给出了双DSP间接口通讯等软硬件设计方案,最后给出了直线电机动子的速度、加速度及定位精度等参数的实验研究结果。 展开更多
关键词 直线电动机 双DSP 接口通讯 解耦 同步电动机
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基于滑模观测器的永磁直线同步伺服系统 被引量:1
20
作者 曹勇 刘刚 李华德 《电气传动》 北大核心 2008年第1期44-47,共4页
针对永磁直线同步电机伺服系统,提出滑模速度观测器和P-IP位置控制策略,来实现参考位置信号的跟踪控制。详细分析了滑模速度观测器的模型结构,给出观测器增益值的确定方法和速度观测算法。详细分析了P-IP控制器的结构和参数确定方法。... 针对永磁直线同步电机伺服系统,提出滑模速度观测器和P-IP位置控制策略,来实现参考位置信号的跟踪控制。详细分析了滑模速度观测器的模型结构,给出观测器增益值的确定方法和速度观测算法。详细分析了P-IP控制器的结构和参数确定方法。采用高性能DS1103控制器作为控制核心,搭建永磁直线伺服系统。实验结果表明,滑模观测器能够准确观测动子直线速度和位置,所提出的位置控制系统具有准确的跟踪能力,对外部扰动具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 滑模观测器 直线同步电机 P-IP控制器 伺服系统
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