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基于差分进化的直馈线圈发射器参数优化
1
作者 时建明 张微星 刘俊杰 《空军工程大学学报》 北大核心 2026年第1期87-96,共10页
为优化单级直馈线圈发射器的结构参数和3级直馈线圈发射器的能量分配,建立了3级直馈线圈发射器的场-路耦合数学模型和有限元分析模型,采用数值计算方法和有限元分析方法计算了2种模型的准确性,结果显示2种模型计算的运动数据和电路数据... 为优化单级直馈线圈发射器的结构参数和3级直馈线圈发射器的能量分配,建立了3级直馈线圈发射器的场-路耦合数学模型和有限元分析模型,采用数值计算方法和有限元分析方法计算了2种模型的准确性,结果显示2种模型计算的运动数据和电路数据基本吻合,证明了2种模型具有较高的准确性。基于建立的3级直馈线圈发射器的参数化模型,采用差分进化算法实现了单级直馈线圈发射器结构参数的优化和3级直馈线圈发射器能量分配的优化,结果显示迭代过程具有良好的收敛性,单级优化60次收敛,3级优化100次收敛;经过优化,单级出口速度由27.5 m/s提升到30.8 m/s,输出效率提升了6%,单级电流峰值由19 kA下降到8 kA,降幅为57.9%,3级出口速度由56.4 m/s上升为60.4 m/s,输出效率提升了5%,3级电流峰值由25 kA下降为10 kA,降幅为60%,证明了差分进化算法针对直馈线圈发射器多维优化问题具有良好的寻优能力,该优化方法和结果可为直馈线圈发射器参数优化设计提供参考。 展开更多
关键词 启发式算法 线圈型电磁发射器 直馈线圈 有限元仿真 结构参数优化 能量分配优化
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带式输送机用初级分段直线电机法向悬浮力的分析与优化
2
作者 张玉峰 张婷 +3 位作者 付媛 王晨亮 樊泽涛 马钰航 《西安科技大学学报》 北大核心 2026年第2期387-396,共10页
针对传统带式输送机阻力高、摩擦损耗大等技术难题,提出采用初级分段永磁直线电机辅助驱动带式输送机的方案,并重点研究典型永磁体阵列的法向悬浮力及其受参数影响规律:推导永磁体阵列平行充磁下法向悬浮力的解析表达式,借助有限元仿真... 针对传统带式输送机阻力高、摩擦损耗大等技术难题,提出采用初级分段永磁直线电机辅助驱动带式输送机的方案,并重点研究典型永磁体阵列的法向悬浮力及其受参数影响规律:推导永磁体阵列平行充磁下法向悬浮力的解析表达式,借助有限元仿真分析平行永磁体、矩形Halbach及弧形Halbach 3种阵列对法向悬浮力及其波动的影响规律;进而研究3种永磁体阵列下极弧系数、初级绕组单元间距对法向悬浮力的影响规律;最后,制作优化设计的原理性验证样机并进行相关试验。结果表明:永磁体阵列、极弧系数及绕组单元间距对法向悬浮力及其波动有较大影响;相对而言,优化后的矩形Halbach阵列的法向悬浮力性能最佳;其平均法向悬浮力最大,幅值相较于平行永磁体阵列和弧形Halbach阵列分别提升了154.62%和53.63%,法向悬浮力相对平行永磁体阵列降低9%。矩形Halbach阵列的初级分段式永磁直线电机能够为带式输送机机械摩擦损耗大与皮带受力不均断裂问题提供新的解决方案。 展开更多
关键词 电机与电器 永磁同步直线电机 有限元仿真 悬浮力 带式输送机
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基于时间最优控制理论的长定子直线电机分段供电快速平滑切换策略研究
3
作者 李彦飞 李子欣 +3 位作者 张航 徐飞 赵聪 李耀华 《电工电能新技术》 北大核心 2026年第1期1-9,共9页
长定子直线电机通常采用分段供电的方式运行,在直线运动过程中定子单元需在短时间内完成供电切换,然而切换过程中负载突变易引发电流冲击,威胁电机与供电系统可靠运行。本文提出一种基于时间最优控制与比例积分(PI)控制相结合的快速平... 长定子直线电机通常采用分段供电的方式运行,在直线运动过程中定子单元需在短时间内完成供电切换,然而切换过程中负载突变易引发电流冲击,威胁电机与供电系统可靠运行。本文提出一种基于时间最优控制与比例积分(PI)控制相结合的快速平滑供电切换策略,建立了切换时直线电机数学模型,根据时间最优控制理论分析了时间最优关断/开通电压以及相应的切换时间。通过施加时间最优关断电压实现离开段电流快速衰减,同时结合时间最优开通电压与PI控制器输出复用机制完成新投段电流的准确建立。与常规分段供电切换策略相比,所提策略在消除电流过冲的同时,将切换过程所需电角度压缩至2 rad以内。最后搭建了计算机仿真模型,仿真结果验证了所提切换策略的有效性。 展开更多
关键词 长定子直线电机 分段供电 电流无冲击快速切换 时间最优控制
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基于三板并接式作动器的压电移动系统研究
4
作者 张思瑶 胡志鹏 +3 位作者 王威 夏一帆 李冀 贺红林 《压电与声光》 北大核心 2026年第1期90-97,共8页
针对直线压电电机定子结构设计与驱动性能优化的问题,提出了一种三板并接式定子谐振驱动的直线压电电机。该电机定子由3块矩形金属板并接而成,通过压电陶瓷片激励一阶纵振与二阶弯振模态,驱动足形成椭圆运动轨迹,推动动子做直线运动。... 针对直线压电电机定子结构设计与驱动性能优化的问题,提出了一种三板并接式定子谐振驱动的直线压电电机。该电机定子由3块矩形金属板并接而成,通过压电陶瓷片激励一阶纵振与二阶弯振模态,驱动足形成椭圆运动轨迹,推动动子做直线运动。通过有限元仿真分析了定子的模态特性,基于工作频率一致性要求对定子尺寸进行优化,并对其进行幅频响应特性分析和瞬态响应特性分析。实验结果表明,该电机在驱动频率35.36kHz、电压300 V、预压力2.5 N下,正、反向空载速度分别达到36.61 mm/s和34.97 mm/s,相位差在88°~95°内驱动效果良好。研究验证了三板并接式定子结构的可行性和机电性能优势。 展开更多
关键词 直线压电电机 三板并接式定子 谐振驱动 模态分析 实验验证
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高速磁浮牵引供电系统能耗影响因素的量化分析
5
作者 郑彦喜 葛琼璇 +2 位作者 赵鲁 朱进权 高瑞 《电工电能新技术》 北大核心 2026年第2期46-56,共11页
针对高速磁浮牵引供电系统在多参数共同作用下的能耗影响机制不明确问题,本文提出定性与定量分析相结合的研究方法,系统分析关键参数对牵引能耗的作用规律。首先基于牵引系统数学模型定性分析最高速度、线路坡度等参数对牵引能耗的影响... 针对高速磁浮牵引供电系统在多参数共同作用下的能耗影响机制不明确问题,本文提出定性与定量分析相结合的研究方法,系统分析关键参数对牵引能耗的作用规律。首先基于牵引系统数学模型定性分析最高速度、线路坡度等参数对牵引能耗的影响路径和作用方向。其次利用高速磁浮半实物仿真平台,通过硬件在环实验获取全参数域的牵引能耗多工况数据集。最后采用回归分析与随机森林算法,从单因素量化分析到多因素特征重要性评估,定量揭示各参数对人均每公里牵引能耗的影响效果、影响权重及耦合规律。研究结果表明,最高运行速度与线路坡度是核心影响因素,分别贡献39.7%和28.9%的权重;列车编组数和满载率的影响权重分别为10.8%和11.4%;定子段长度和换步方式的影响权重均低于5%。随机森林模型可解释82.47%的能耗变异规律,该研究为牵引供电系统的能效优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 高速磁浮列车 牵引能耗 回归分析 随机森林 硬件在环
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直线电机电磁力作用下次级感应板强度分析
6
作者 郭孟龙 于晓杰 +4 位作者 马光同 李婧 崔李滨 赵金昭 罗俊 《微电机》 2026年第1期8-15,共8页
在直线电机牵引的地铁车辆中,电机次级结构件出现因结构强度不足导致损坏的问题,严重影响车辆的安全运行。本文以应用于地铁车辆的单边短初级直线感应电机为研究对象,通过建立直线电机电磁-结构分析模型,研究直线电机电磁力作用下次级... 在直线电机牵引的地铁车辆中,电机次级结构件出现因结构强度不足导致损坏的问题,严重影响车辆的安全运行。本文以应用于地铁车辆的单边短初级直线感应电机为研究对象,通过建立直线电机电磁-结构分析模型,研究直线电机电磁力作用下次级感应板结构强度分布规律,计算得到电机次级结构的总变形、等效应力与等效弹性应变分布情况。并且通过在国内某条线路上对实际运行车辆的直线电机感应板进行测量,测试结果与有限元仿真结果基本吻合,验证了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 直线电机 次级感应板 有限元法 等效应力
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高速磁浮牵引供电系统馈电损耗双维度协同优化策略
7
作者 郑彦喜 朱进权 +2 位作者 葛琼璇 赵牧天 高瑞 《电工技术学报》 北大核心 2026年第6期1934-1947,共14页
针对高速磁浮列车双端供电模式中亟待解决的环流与馈电网络损耗问题,该文提出一种基于动态电流分配与牵引变电站布局的双维度协同优化策略。首先,通过建立环流抑制与馈电网络损耗的协同优化模型,提出基于电缆长度反比原则的动态电流分... 针对高速磁浮列车双端供电模式中亟待解决的环流与馈电网络损耗问题,该文提出一种基于动态电流分配与牵引变电站布局的双维度协同优化策略。首先,通过建立环流抑制与馈电网络损耗的协同优化模型,提出基于电缆长度反比原则的动态电流分配策略,旨在同步达成消除环流与降低损耗的双重目标;其次,面向高速实验与常态运营两种典型工况,从系统顶层设计维度分别构建牵引变电站空间布局的差异化优化方案,以实现馈电网络损耗的二次优化;最后,通过硬件在环实验结果表明,动态电流分配策略可有效消除并联逆变器环流,并将馈电网络损耗降低达50.3%;牵引变电站优化布局策略有效解决了电流优化分配可能引发的逆变器功率不均衡问题,在高速实验工况下最高可提升牵引效率11.3%,在常态运营工况下最高可提升3.2%。该文研究内容可为高速磁浮牵引供电系统的能效优化提供理论支撑。 展开更多
关键词 高速磁浮列车 双端供电模式 馈电网络 损耗优化
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考虑端部效应的永磁同步直线电机变增益ESO-PLL无位置传感器控制
8
作者 段智勇 颜建虎 +1 位作者 佟胜 张威航 《电机与控制应用》 2026年第1期24-34,共11页
【目的】为了提高基于非线性磁链观测器(NFO)的永磁同步直线电机(PMSLM)无位置传感器控制系统的控制精度,本文考虑了PMSLM固有的端部效应对电机模型参数的影响,并对NFO进行了重构。此外,为了提高传统扩张状态观测器(ESO)在PMSLM无位置... 【目的】为了提高基于非线性磁链观测器(NFO)的永磁同步直线电机(PMSLM)无位置传感器控制系统的控制精度,本文考虑了PMSLM固有的端部效应对电机模型参数的影响,并对NFO进行了重构。此外,为了提高传统扩张状态观测器(ESO)在PMSLM无位置传感器控制系统中的抗扰动能力,提出了一种变增益扩张状态观测器锁相环(VGESO-PLL)位置解算方法。【方法】首先,考虑到PMSLM固有的端部效应在电机运行过程中所造成的电压偏差,对现有数学模型进行了修正,并对NFO进行重构。然后,通过分析ESO带宽对位置估计性能的影响,提出了一种改进的VGESO控制方法。该方法在传统ESO中引入了受估计速度导数驱动的带宽变化律,以动态改变ESO带宽,从而提高了瞬态条件下的速度观测精度。最后,通过欧拉离散方法,对VGESO的特征方程进行求解,并结合Jury判据给出了VGESO带宽选择范围。【结果】试验结果表明,在速度从0.1 m/s突增至0.3 m/s的工况下,VGESO-PLL的最大速度估计误差相较于传统PLL减小了8.05%,虽然最大速度估计误差和ESO-PLL一致,但速度估计误差波动范围较ESO-PLL更小;在速度从0.3 m/s突减至0.1 m/s的工况下,VGESO-PLL的最大速度估计误差相较于传统PLL减小了73.1%,较ESO-PLL减小了37.7%。【结论】本文重构的NFO能够反映PMSLM端部效应的影响,所提VGESO-PLL位置解算方法可以有效改善PMSLM在速度突变工况下的速度观测精度,有效提高了VGESO的抗扰动能力。 展开更多
关键词 端部效应 永磁同步直线电机 锁相环 无位置传感器控制 变增益扩张状态观测器
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基于负载观测器的直线感应电机模型预测速度控制
9
作者 姚兴 赵镜红 严思念 《微电机》 2026年第2期19-25,共7页
针对传统PI控制在直线电机调速系统中存在的固有缺陷,本研究以轨道交通用直线感应电机为研究对象,提出一种结合模型预测控制与扰动观测技术的复合控制策略。该策略在速度环采用模型预测控制(MPC),将电机视为多输入多输出系统,有效增强... 针对传统PI控制在直线电机调速系统中存在的固有缺陷,本研究以轨道交通用直线感应电机为研究对象,提出一种结合模型预测控制与扰动观测技术的复合控制策略。该策略在速度环采用模型预测控制(MPC),将电机视为多输入多输出系统,有效增强了系统鲁棒性与动态响应性能;为进一步抑制负载扰动对控制性能的影响,引入了负载观测器,提高了系统抗干扰能力和控制精度。此外,在电流环PI控制中引入抗积分饱和机制,有效减轻了积分饱和现象对系统的不利影响。仿真结果表明,该复合控制策略在转速与负载变化时几乎无超调、响应迅速、抗干扰能力强,观测器能良好跟踪给定值。 展开更多
关键词 直线感应电机 模型预测速度控制 负载观测器 抗积分饱和器
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改进粒子群优化算法的永磁直线同步电机自抗扰控制
10
作者 马润城 谭强 +1 位作者 刘显荣 李硕 《电机与控制学报》 北大核心 2026年第2期36-48,共13页
为了克服永磁直线同步电机(PMLSM)的线性自抗扰控制(LADRC)系统难以根据经验调整选取最优参数的难题,提出一种改进粒子群优化算法(PSO)的PMLSM的LADRC策略,具体内容包括:在粒子群算法基础上引入遗传算法(GA)的交叉变异机制,避免早熟收... 为了克服永磁直线同步电机(PMLSM)的线性自抗扰控制(LADRC)系统难以根据经验调整选取最优参数的难题,提出一种改进粒子群优化算法(PSO)的PMLSM的LADRC策略,具体内容包括:在粒子群算法基础上引入遗传算法(GA)的交叉变异机制,避免早熟收敛。并采用混沌映射的惯性权重和自适应动态调整的学习因子,平衡全局和局部搜索能力。通过基于测试函数的性能测试,验证其性能较现有粒子群调参算法更优。对基于该算法的LADRC策略进行仿真分析和实验验证,结果表明:采用改进粒子群优化算法整定LADRC系统参数后,PMLSM在动态响应速度和抗干扰性能方面均展现出显著提升,在空载启动工况下响应时间较带宽法、标准粒子群算法和粒子群-遗传优化算法(IPSO-GA)更短;在负载扰动工况下位置降落较带宽法降低Δx=0.99 mm(降幅28.0%),较标准粒子群算法降低Δx=0.38 mm(降幅13.0%),较粒子群-遗传优化算法降低Δx=0.15 mm(降幅5.5%),证实本文研究内容的有效性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 自抗扰控制 参数寻优 粒子群优化算法 遗传算法
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基于线性自抗扰的双直线电机改进交叉耦合同步控制研究
11
作者 徐宇捷 周扬忠 《电源学报》 北大核心 2026年第1期310-320,共11页
针对双永磁同步直线电机PMLSM(permanent magnet linear synchronous motor)在同步进给伺服控制中易受到参数变化、外部扰动与摩擦力等扰动因素导致位置不同步的问题,提出1种基于线性自抗扰控制LADRC(linear active disturbance rejecti... 针对双永磁同步直线电机PMLSM(permanent magnet linear synchronous motor)在同步进给伺服控制中易受到参数变化、外部扰动与摩擦力等扰动因素导致位置不同步的问题,提出1种基于线性自抗扰控制LADRC(linear active disturbance rejection control)的双直线电机改进交叉耦合同步控制算法结构。基于该算法结构分别设计基于位置均值与位置差值的线性自抗扰控制器,保证每台直线电机位置的高精度控制,有效减小了双直线电机之间的同步误差。仿真与实验结果表明,所提控制方法能够实现双直线电机同步运行的高精度控制。 展开更多
关键词 双永磁同步直线电机 改进交叉耦合控制 线性自抗扰控制 同步控制
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一种关于双边永磁直线电机电感参数计算方法
12
作者 娄一川 何梓榕 +2 位作者 刘壮 华实 翁萍 《电机与控制应用》 2026年第1期101-109,共9页
【目的】在双边永磁直线电机运行过程中,仅有小部分端电压分配给电机绕组的电阻压降与反电动势,而大部分作用于电机绕组的电感压降,因此电感参数的准确性直接影响变流器系统容量设计的合理性。电感计算偏差过大既可能导致容量冗余而造... 【目的】在双边永磁直线电机运行过程中,仅有小部分端电压分配给电机绕组的电阻压降与反电动势,而大部分作用于电机绕组的电感压降,因此电感参数的准确性直接影响变流器系统容量设计的合理性。电感计算偏差过大既可能导致容量冗余而造成不必要的成本浪费,也可能导致容量不足而使电机无法达到既定输出性能,对其精确计算具有重要的工程意义。因此本文提出了一种电感参数计算方法。【方法】首先,基于电磁场理论,建立双边永磁直线电机的解析数学模型;然后,分别推导出双边永磁直线电机单个载流导体和单相通电绕组的气隙磁密表达式以及绕组自感、互感表达式;最后,将解析法计算结果与有限元仿真结果进行对比,以验证所提方法的有效性。【结果】气隙磁密的计算值与仿真值的误差为1%,电感的计算值与仿真值的误差小于2%,验证了所提方法的准确性。进一步地,在动态试验平台上开展了从轻载到重载工况的运行试验,通过实测数据获取的电感试验值,与解析法计算值相比误差为4.6%。基于电感计算值得到的端电压计算值与端电压试验值基本一致,进一步验证了所提电感参数计算方法的有效性与工程实用性。【结论】本研究为双边永磁直线电机的参数优化设计与供电系统配置提供了可靠的理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 双边永磁直线电机 电感计算 解析法 有限元仿真 参数优化 供电系统配置
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基于神经网络的直线电机反步法控制优化
13
作者 金凡清 《工业控制计算机》 2026年第1期138-139,142,共3页
音圈电机是一种不需要任何机械传动环节,就可以将电能转化为直线运动的机械能的直线电机。结合国内外学者对音圈电机的结构优化,提出了一种对音圈电机具有可调参数的反步法控制电机模型,并利用先进的神经网络技术手段对系统的控制率参... 音圈电机是一种不需要任何机械传动环节,就可以将电能转化为直线运动的机械能的直线电机。结合国内外学者对音圈电机的结构优化,提出了一种对音圈电机具有可调参数的反步法控制电机模型,并利用先进的神经网络技术手段对系统的控制率参数进行逼近迭代。主要贡献在于在李亚普诺夫稳定条件下进行改进。建立了跟踪误差的等效目标函数,避免了对系统输入-输出的辨识问题。采用值自适应方法估计音圈电机中由未知非线性函数和扰动组成的等价项,利用神经网络训练控制器参数并在这种方法的基础上设计了对系统的确定性优化控制器。 展开更多
关键词 磁致伸缩电机 反步控制 自扰动抑制 神经网络参数优化
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基于谐波-励磁绕组协同设计的多相自励磁同步电机转矩提升方法
14
作者 李艳灵 王世伟 +3 位作者 林晓刚 钱日欣 林丛硕 解伟 《电机与控制应用》 2026年第1期57-66,共10页
【目的】多相自励磁同步电机(SESM)的电磁转矩由励磁磁场和定子绕组磁场作用产生,励磁磁场由谐波-励磁绕组建立。然而现有研究未对谐波-励磁绕组分布结构与励磁绕组磁链的关系进行充分讨论,限制了电磁转矩的进一步提升。因此,本文对谐波... 【目的】多相自励磁同步电机(SESM)的电磁转矩由励磁磁场和定子绕组磁场作用产生,励磁磁场由谐波-励磁绕组建立。然而现有研究未对谐波-励磁绕组分布结构与励磁绕组磁链的关系进行充分讨论,限制了电磁转矩的进一步提升。因此,本文对谐波-励磁绕组分布结构进行优化以提升电磁转矩。【方法】首先,通过分析多相SESM的励磁原理,研究了谐波-励磁绕组分布结构对励磁磁链的影响机理;然后,根据影响机理,提出了一种将感应电势相位相同的谐波绕组进行串联,将多个串联支路进行并联的优化策略;其次,分析所提优化策略的耦合机理,使谐波-励磁绕组与定子绕组之间形成解耦;最后,基于Ansys Maxwell构建电机有限元仿真模型,将传统方案和优化方案进行对比。【结果】仿真结果表明,在100 r/min转速下,与传统方案相比,优化方案的励磁绕组感应电势增强了74.5%,励磁电流提升了57.2%,电磁转矩提升了56.9%。【结论】本文设计的谐波-励磁绕组结构优化方案在零低速域下有效提升了电磁转矩,增强了励磁效果。 展开更多
关键词 自励磁同步电机 谐波-励磁绕组分布结构 电磁转矩 解耦
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无铁心圆筒永磁直线电机的电磁设计及优化
15
作者 强强 陈志辉 《微特电机》 2026年第1期28-33,40,共7页
无铁心圆筒永磁直线电机(ironless tublar permanent magnet linear motor,ITPMLM)推力脉动小、响应速度快,在高端精密制造领域应用广泛。但相比于有铁心结构,ITPMLM的电磁设计文献较少,相关规律的总结还有待完善,急需更加深入的研究。... 无铁心圆筒永磁直线电机(ironless tublar permanent magnet linear motor,ITPMLM)推力脉动小、响应速度快,在高端精密制造领域应用广泛。但相比于有铁心结构,ITPMLM的电磁设计文献较少,相关规律的总结还有待完善,急需更加深入的研究。本文结合ITPMLM的特点和经典永磁电机设计方法,对主要尺寸、槽极配合、绕组设计、初级、次级设计等问题作了系统性阐述,展示了参数计算的完整流程,设计结果经有限元验证能满足给定80 N的推力要求。通过参数化仿真研究了不同槽极配合下,极弧系数、永磁体外径对电磁性能的影响,给出了电磁负荷及推力与损耗的变化规律。优化结果表明,在给定性能指标下,15槽5极为最优槽极配合,极弧系数取0.3,永磁体内外径分别取7.04 mm和25.62 mm时,电机的电磁性能较优,平均推力达到85 N。 展开更多
关键词 无铁心圆筒永磁直线电机 电磁设计 有限元
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双边型永磁开关磁链直线电机的优化设计
16
作者 封海潮 唐倩倩 +2 位作者 许孝卓 艾立旺 蒋思远 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第S2期199-206,共8页
相较于单边结构永磁开关磁链直线电机(PMFSLM),双边结构可有效解决顶端漏磁问题,具备更优的电磁兼容性。提出一种双边型永磁开关磁链直线电机(DPMFSLM),分析了其具体结构与运行原理;针对电机齿槽效应问题,运用控制变量法对参数进行优化... 相较于单边结构永磁开关磁链直线电机(PMFSLM),双边结构可有效解决顶端漏磁问题,具备更优的电磁兼容性。提出一种双边型永磁开关磁链直线电机(DPMFSLM),分析了其具体结构与运行原理;针对电机齿槽效应问题,运用控制变量法对参数进行优化设计以降低齿槽力;为抑制端部效应引起的推力波动,通过在初级端部增设辅助齿的方式进行端部优化,并采用田口法与曲面响应法对T型辅助齿进行多目标优化。电机优化后平均推力提高7.27%,推力波动降低64.65%,可为该类型电机的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 开关磁链直线电机 推力特性 齿槽优化 端部优化 辅助齿 多目标优化
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无铁心管状永磁直线电机多分辨率鲁棒性模型预测推力控制
17
作者 徐磊 陈楠 +3 位作者 朱孝勇 范志祥 张超 孟盛龙 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期101-112,共12页
针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影... 针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影响规律。在此基础上,引入超螺旋滑模自适应律,搭建一种多分辨率磁链预测模型,在不同速度和位置下对IT-PMSL电机永磁磁链值进行计算,提高磁链计算速度和准确性的同时有效减小控制系统的计算负担,进而实现磁链和推力的在线预测。接着,利用载荷角构造无权重系数的价值函数,避免价值函数的影响,有效提高模型预测推力控制的鲁棒性。最后,搭建IT-PMSL电机驱动控制系统,通过仿真和实验验证所提多分辨率模型预测推力控制的有效性。 展开更多
关键词 无铁心管状直线电机 永磁电机 多分辨率 磁链预测模型 模型预测推力控制 超螺旋滑模自适应律
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初级分离式U型永磁开关磁链直线电机特性分析及优化
18
作者 许孝卓 王雪 +1 位作者 杜宝玉 赵运基 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第9期84-93,136,共11页
针对Spoke型永磁励磁的初级分离式开关磁链直线电机(SPM-PPFSLM)底部漏磁导致的永磁体利用率低、推力波动大等问题,提出一种聚磁式U型永磁励磁的初级分离式永磁开关磁链直线电机(UPM-PPFSLM)。分析UPM-PPFSLM的拓扑结构及其工作机理;利... 针对Spoke型永磁励磁的初级分离式开关磁链直线电机(SPM-PPFSLM)底部漏磁导致的永磁体利用率低、推力波动大等问题,提出一种聚磁式U型永磁励磁的初级分离式永磁开关磁链直线电机(UPM-PPFSLM)。分析UPM-PPFSLM的拓扑结构及其工作机理;利用有限元法研究关键结构参数对UPM-PPFSLM电磁性能的影响,对比分析UPM-PPFSLM与SPM-PPFSLM的电磁特性;以平均推力和推力波动为优化目标,结合Kriging代理模型与MOPSO多目标优化算法对UPM-PPFSLM进行多目标优化;通过添加端部辅助齿,并对端齿参数进行优化,从而削弱定位力。结果表明,UPM-PPFSLM的U型聚磁结构有效改善了漏磁现象,强化了气隙磁场,相对SPM-PPFSLM推力增加13.7%,推力波动降低28.6%,显著提升了电机的电磁性能;优化后UPM-PPFSLM的平均推力提升了5.8%,推力波动降低了33.3%,且经端部优化后定位力削弱了45.4%。 展开更多
关键词 永磁开关磁链直线电机 初级分离式 U型永磁 电磁特性 多目标优化
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相邻直线电机边端效应及电磁力特性分析
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作者 张敏 骆淑娟 +1 位作者 曹毅 罗世辉 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期842-850,共9页
直线感应电机在中低速磁浮列车应用中两两相邻,磁场相互干涉.为探究磁场干涉对相邻电机电磁力特性的影响,首先,基于麦克斯韦方程组建立相邻电机各区域矢量磁位方程,利用边界条件对各区域矢量磁位进行求解;然后,推导得到相邻电机气隙磁... 直线感应电机在中低速磁浮列车应用中两两相邻,磁场相互干涉.为探究磁场干涉对相邻电机电磁力特性的影响,首先,基于麦克斯韦方程组建立相邻电机各区域矢量磁位方程,利用边界条件对各区域矢量磁位进行求解;然后,推导得到相邻电机气隙磁场、牵引力和法向力表达式,分析相邻电机磁场干涉对电机电磁力的影响,并利用有限元仿真对理论模型进行检验;最后,研究电机间距和滑差频率对相邻电机电磁力的影响.研究结果表明:2台电机边端效应引起的行波相互影响,前一台电机(LIM1)受后一台电机(LIM2)影响较小,而LIM2则受LIM1影响较大;LIM2牵引力和法向力均随间距的变化产生波动,间距越小,滑差频率也越小,波动幅度越大,LIM2电磁力受间距影响波动幅度越大;当滑差频率为8 Hz、速度为160 km/h、电流为400 A时,LIM2牵引力相较LIM1最大可增加83%;LIM2法向力最大可减小6.6 kN,将大大减轻悬浮系统的负担. 展开更多
关键词 中低速磁浮 直线感应电机 间距 滑差频率 电磁力
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悬浮导向混合励磁直线电机的法向偏移自抗扰控制
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作者 许孝卓 毕征 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第S1期254-263,共10页
针对无绳电梯用双边初级混合励磁直线同步电机(HEDPLSM)在垂直运行过程中存在法向气隙波动,引起双边磁拉力不平衡、轮轨间磨损严重的问题,提出HEDPLSM法向偏移改进型自抗扰控制方法,有效提升特殊工况下系统响应速度,提升系统抗扰能力。... 针对无绳电梯用双边初级混合励磁直线同步电机(HEDPLSM)在垂直运行过程中存在法向气隙波动,引起双边磁拉力不平衡、轮轨间磨损严重的问题,提出HEDPLSM法向偏移改进型自抗扰控制方法,有效提升特殊工况下系统响应速度,提升系统抗扰能力。建立表征HEDPLSM励磁电流调磁特性的法向力解析模型,针对法向偏移控制系统为恒值控制系统以及电机启动前存在初始法向偏移,采用函数发生器代替传统的微分跟踪器改进线性自抗扰法向偏移控制器,为系统安排过渡过程。在初始气隙不平衡工况下,采用改进型自抗扰控制策略的上升时间分别缩短45.7%和9.5%;调整时间分别缩短70.8%和61.1%,最大超调量分别降低95.5%和89.6%;在500N阶跃扰动工况下,调整时间分别缩短51.9%和30%,最大超调量分别降低50.9%和38.6%。仿真结果表明,本文所提改进型自抗扰气隙调衡控制策略可有效提升系统抗扰能力,消除系统的扰动稳态误差。 展开更多
关键词 混合励磁直线电机 直线电机法向力 直线电机气隙调节 磁悬浮控制 线性自抗扰控制 微分跟踪器
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