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基于PLC的步进电动机控制系统设计 被引量：2
1
作者 吕栋腾 李俊雨 《自动化应用》 2025年第1期6-8,共3页
以某自动化产线为研究对象,结合系统实际控制要求,设计了一种基于PLC的步进电动机控制系统。使用S7-1200PLC作为主控制器,配合DM556D数字式步进驱动器和110HS12步进电动机,通过TIA博途软件完成项目创建、硬件组态、IO设备分配和程序设... 以某自动化产线为研究对象,结合系统实际控制要求,设计了一种基于PLC的步进电动机控制系统。使用S7-1200PLC作为主控制器,配合DM556D数字式步进驱动器和110HS12步进电动机,通过TIA博途软件完成项目创建、硬件组态、IO设备分配和程序设计。该系统经综合调试,控制精度高且运行稳定可靠,可有效提高设备的工作效率。 展开更多
关键词 步进电动机 控制系统 可编程逻辑控制器
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高转矩密度永磁游标伺服电机磁通屏障效应分析及抑制 被引量：2
2
作者 秦语缘 樊英 +2 位作者 陈秋蒴 唐琛 房莉 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1237-1247,I0002,共12页
永磁同步电机被广泛应用于伺服驱动领域,但其转矩密度难以进一步提升,而基于磁场调制原理的永磁游标伺服电机使其成为可能。其中,轮辐式永磁游标伺服电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机的磁通屏障效应严重制约了... 永磁同步电机被广泛应用于伺服驱动领域,但其转矩密度难以进一步提升,而基于磁场调制原理的永磁游标伺服电机使其成为可能。其中,轮辐式永磁游标伺服电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机的磁通屏障效应严重制约了输出性能的提高。因此,该文提出一种辅助励磁交替极轮辐式游标伺服电机结构,旨在分析磁通屏障效应形成机理,并通过交替极、辅助永磁体与磁障、磁桥组合排布的拓扑优化设计为低极对数磁通提供有效磁路,抑制上述磁通屏障效应,进而提高电机转矩密度与输出性能。在此基础上,进行样机制作,通过实验验证上述解析计算的正确性与所提结构对磁通屏障效应抑制的有效性,为高品质伺服电机拓扑选择、性能优化提供依据。 展开更多
关键词 永磁游标伺服电机 磁通屏障效应 辅助励磁 高转矩密度 磁路分析
原文传递
特约主编寄语
3
作者 程明 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1219-1219,共1页
伺服电机系统是航空航天、机器人、国防军工等高端装备的核心动力部件,其品质是国家核心竞争力的重要体现。当前,高端装备对伺服电机系统的转矩密度、动态响应、效率等关键性能提出更为严苛的要求。然而,传统电机理论与分析方法的局限性... 伺服电机系统是航空航天、机器人、国防军工等高端装备的核心动力部件,其品质是国家核心竞争力的重要体现。当前,高端装备对伺服电机系统的转矩密度、动态响应、效率等关键性能提出更为严苛的要求。然而,传统电机理论与分析方法的局限性,制约高品质伺服电机系统的发展。因此,亟需开展伺服电机系统相关研究,揭示伺服电机的磁场调制机理,提出数学表征方法,建立复杂工况下电机系统多因素耦合模型,掌握电磁参数时变特征与演变规律,提出多层级电机系统综合设计方法,进而形成高品质伺服电机系统的基础理论与科学体系,为我国高端装备的发展提供科学依据和技术支撑。 展开更多
关键词 国防军工 伺服电机 电机系统 航空航天 多因素耦合 数学表征 高端装备 关键性能
原文传递
壳体材料对旋转变压器的影响分析
4
作者 李立娜 方晓强 +1 位作者 孙雨田 沈蕾 《微特电机》 2025年第6期33-36,共4页
对旋转变压器常用的壳体材料的优缺点进行分析,对不同壳体材料在加工过程中由于温度不同产生的形变进行仿真分析和测试。针对高温引起壳体变形导致旋转变压器性能降低的问题,提出优化方案,并通过实验验证方案的有效性。
关键词 旋转变压器 壳体材料 优化方案
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无刷旋转变压器环变励磁信号线对旋变误差影响分析
5
作者 李立娜 沈蕾 +1 位作者 孙雨田 王永博 《微特电机》 2025年第7期22-27,共6页
分析无刷旋转变压器环变励磁信号线穿过旋变铁心槽时产生旋变误差的原因,提出降低旋变误差的环变励磁信号线放置方法,并进行仿真分析及实验验证,结果表明,该方法有效降低了旋变误差,可为无刷旋转变压器的设计生产提供参考依据。
关键词 无刷旋转变压器 环变励磁信号线 仿真分析
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基于三阶角度观测器的旋变软解码系统设计
6
作者 宋建国 李小波 徐自可 《电子技术应用》 2025年第11期71-75,共5页
新能源汽车电驱系统通常使用旋转变压器获取电机转子位置,但其电路复杂且芯片昂贵,成本昂贵。传统二阶锁相环在对转子加速跟踪时存在稳态误差,实际工况中常有输入的正余弦一相丢失导致软解码发生旋变故障。对此提出一种基于三阶角度观... 新能源汽车电驱系统通常使用旋转变压器获取电机转子位置,但其电路复杂且芯片昂贵,成本昂贵。传统二阶锁相环在对转子加速跟踪时存在稳态误差,实际工况中常有输入的正余弦一相丢失导致软解码发生旋变故障。对此提出一种基于三阶角度观测器的角度观测器来提高位置解码精度,同时采用锁相环算法跟踪解码故障时的剩余信号,恢复丢失信号完成故障后的解码。最后通过MATLAB仿真证明了算法的可行性和有效性。采用英飞凌TC387的DSADC模块进行实际实验验证解码效果,结果表明该系统对加速度达到稳定跟踪,同时在某相信号缺失后可保持良好的解码效果。 展开更多
关键词 旋转变压器 软解码 角度观测器 锁相环
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基于ARM的伺服电机控制系统设计
7
作者 曹雪花 华洵 《工业控制计算机》 2025年第10期20-22,共3页
采用单片机控制伺服电机具有成本低、实时性强、控制灵活等多种优点,是当前生产应用中的一种重要的控制方式。以STM32F4xx单片机作为主控制器,以PyQt5为上位机界面开发工具,实现了一种伺服电机控制系统。实践表明该系统具有较好的作业... 采用单片机控制伺服电机具有成本低、实时性强、控制灵活等多种优点,是当前生产应用中的一种重要的控制方式。以STM32F4xx单片机作为主控制器,以PyQt5为上位机界面开发工具,实现了一种伺服电机控制系统。实践表明该系统具有较好的作业效果。 展开更多
关键词 伺服电机 STM32控制器 PyQt5
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基于信捷PLC的自动筛钻机控制系统
8
作者 王文卉 毛锃嵩 +2 位作者 王民权 童文俊 孙德盟 《电工技术》 2025年第10期1-4,共4页
为提高水钻筛排效率,设计了一套基于信捷PLC的全自动筛钻机控制系统。结合伺服电机与步进电机的运动控制,实现筛钻备料、粘板粘料及取料等自动化流程。
关键词 PLC 伺服电机 步进电机 控制系统
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磁通切换直线电机磁悬浮系统的模糊超螺旋滑模控制
9
作者 刘晓杰 蓝益鹏 《电机与控制应用》 2025年第1期106-114,共9页
【目的】磁通切换直线电机(FSLM)磁悬浮系统是一个非线性、强耦合、参数时变系统。由于FSLM缺乏中间传动装置,外部扰动和直线电机固有的端部效应使磁悬浮系统的控制变得更加困难,为提升磁悬浮系统的控制性能,提出一种区间二型模糊超螺... 【目的】磁通切换直线电机(FSLM)磁悬浮系统是一个非线性、强耦合、参数时变系统。由于FSLM缺乏中间传动装置,外部扰动和直线电机固有的端部效应使磁悬浮系统的控制变得更加困难,为提升磁悬浮系统的控制性能,提出一种区间二型模糊超螺旋滑模控制(IT-2FSTSMC)策略。【方法】首先,根据FSLM的结构特点和运行原理,建立了磁悬浮系统的数学模型,选择非线性变换坐标建立了FSLM磁悬浮系统的仿射非线性数学模型。其次,设计了新型积分滑模面,该滑模面能够自适应地调节状态变量的收敛速度,从而有效提升系统的响应性能;并采用超螺旋算法以降低常规滑模的抖振,实现更快的收敛速度。然后,为了进一步降低抖振,增强系统对不确定性扰动的鲁棒性,采用区间二型模糊系统对超螺旋滑模切换增益进行整定。最后,通过仿真将本文设计的IT-2FSTSMC策略和超螺旋滑模控制(STSMC)策略以及区间一型模糊超螺旋滑模控制(IT-1FSTSMC)策略进行对比分析。【结果】仿真结果表明,本文设计IT-2FSTSMC策略相较于STSMC策略和IT-1FSTSMC策略,空载启动时的调节时间分别降低了63.5%和55.7%;突加负载时系统的磁悬浮高度动态降落分别降低了39.3%和15%,且恢复时间更短;在面对不确定性扰动时,IT-2FSTSMC表现出更强的鲁棒性,有效削弱了滑模控制中的抖振,提升了系统的稳定性和动态性能;在抑制端部效应方面,IT-2FSTSMC优于其他两种控制策略。【结论】本文所设计的IT-2FSTSMC策略显著改善了FSLM磁悬浮系统的性能,且能够满足控制需求。 展开更多
关键词 磁通切换直线电机 磁悬浮系统 超螺旋滑模控制 区间二型模糊系统
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基于伺服电机位置控制的拉力调节系统设计 被引量：1
10
作者 信振东 《自动化应用》 2025年第13期25-27,共3页
针对拉力调节系统的需求,设计了基于伺服电机位置控制的拉力调节系统。通过系统硬件设计和控制程序优化,实现了高精度、高速度和高稳定性的拉力控制。建立了一套试验系统,包含触摸屏、控制器、驱动器、伺服电机和拉力计等装置。经测试,... 针对拉力调节系统的需求,设计了基于伺服电机位置控制的拉力调节系统。通过系统硬件设计和控制程序优化,实现了高精度、高速度和高稳定性的拉力控制。建立了一套试验系统,包含触摸屏、控制器、驱动器、伺服电机和拉力计等装置。经测试,应用电机运动位置来调节拉力可以替代拉力计反馈调节的方式,在具体项目应用上可避免拉力计损坏而带来的风险。 展开更多
关键词 伺服电机 位置控制 拉力调节
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基于S-梯形算法的步进电机控制研究
11
作者 夏国峰 冯楼静 +3 位作者 郭延川 余杨 李欣 郝向阳 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第5期88-91,111,共5页
针对步进电机启、停环节的失步和过冲现象,提出一种S-梯形算法,对步进电机精确控制展开研究。建立S-梯形算法的数学模型,并在步进电机主控制程序中实现,采用仿真计算方法和试验测试方法对比分析采用S-梯形算法与梯形算法和S形算法情况... 针对步进电机启、停环节的失步和过冲现象,提出一种S-梯形算法,对步进电机精确控制展开研究。建立S-梯形算法的数学模型,并在步进电机主控制程序中实现,采用仿真计算方法和试验测试方法对比分析采用S-梯形算法与梯形算法和S形算法情况下的控制精度和工作效率。研究结果表明,提出的S-梯形算法相对现有算法,可有效提升步进电机的控制精度和工作效率,对于提升步进电机控制精度和工作效率研究具有参考意义。 展开更多
关键词 步进电机 S-梯形算法 控制精度 工作效率 仿真计算 试验测试
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FPGA智驱多通道步进电机精密平台 被引量：1
12
作者 李浩然 李明桧 +5 位作者 甄国涌 储成群 刘婕 臧帅辰 高佳琦 李文越 《工业仪表与自动化装置》 2025年第1期103-110,共8页
该文给出了一种FPGA智驱多通道步进电机精密平台的设计方法。通过改进电机梯形加减速算法降低计算复杂程度,并将该算法部署到FPGA平台上与多组传感器共同工作。通过可视化的上位机界面由UART与主控板进行通信,并实现了运动参数的实时下... 该文给出了一种FPGA智驱多通道步进电机精密平台的设计方法。通过改进电机梯形加减速算法降低计算复杂程度,并将该算法部署到FPGA平台上与多组传感器共同工作。通过可视化的上位机界面由UART与主控板进行通信,并实现了运动参数的实时下发配置,实现了对电机的精准控制。性能测试结果表明,该精密平台可以精准控制多通道步进电机启停运动,有效避免了失步和过冲,具有良好的性能。同时该平台还具有平稳的加减速曲线,原点可控,可调速度,精准步数等特点,且具备仿真验证,满足明确的需求。 展开更多
关键词 FPGA 多通道 步进电机 加减速算法
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半门架刮板取料机控制稳定性的优化研究
13
作者 李洪飞 《自动化应用》 2025年第15期245-247,共3页
以某钢铁原料厂半门架刮板取料机为研究对象,综合利用多种自动化应用技术并通过优化控制参数及软件编程,研究开发出一套有效的且能够全面提升半门架刮板取料机控制稳定性能的自动化控制系统。该系统能够实现自动调节取料量、自动调节取... 以某钢铁原料厂半门架刮板取料机为研究对象,综合利用多种自动化应用技术并通过优化控制参数及软件编程,研究开发出一套有效的且能够全面提升半门架刮板取料机控制稳定性能的自动化控制系统。该系统能够实现自动调节取料量、自动调节取料角度、均匀取料、取料记忆等功能,适用于目前主流的半门架式刮板取料机。 展开更多
关键词 可编程逻辑控制器 变频器 编码器 射频识别 定位控制
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弹性伺服系统高性能位置控制器设计及增益边界分析
14
作者 牛泽农 黄文新 +1 位作者 卜飞飞 赵亚俊 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5234-5246,共13页
针对弹性伺服系统带宽受反谐振频率限制问题,提出了两种基于状态反馈的位置控制器设计方法。含积分的状态反馈控制采用零极点对消法降低了闭环系统的阶数,频域上最优速度前馈设计提高了动态性能。无积分的状态反馈控制取消了速度环积分... 针对弹性伺服系统带宽受反谐振频率限制问题,提出了两种基于状态反馈的位置控制器设计方法。含积分的状态反馈控制采用零极点对消法降低了闭环系统的阶数,频域上最优速度前馈设计提高了动态性能。无积分的状态反馈控制取消了速度环积分部分,用观测扰动补偿输出转矩,消除稳态误差。采用最大峰值灵敏度理论分析可得,取消速度环积分的设计有更大的增益边界,且所得极限增益为实际应用中带宽选择提供了合理的指导。在同步带轮伺服系统上验证了所提方法的有效性,实验表明,所提状态反馈位置控制具有良好的动态响应和较宽的增益选择范围。 展开更多
关键词 伺服控制 双惯量系统 状态反馈控制 增益边界
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多轴步进电机速度曲线算法的时分复用策略
15
作者 吴博 雷兴明 +1 位作者 王邦继 刘德兴 《电子测量技术》 北大核心 2025年第12期108-116,共9页
针对多轴步进电机控制器实现过程中,需要进行硬件逻辑的复用,导致逻辑资源占用量过多的问题,提出一种速度曲线算法的时分复用策略。首先,基于刚体绕定轴转动的运动学理论及步进电机控制原理,建立了步进电机控制脉冲周期与运动学物理量... 针对多轴步进电机控制器实现过程中,需要进行硬件逻辑的复用,导致逻辑资源占用量过多的问题,提出一种速度曲线算法的时分复用策略。首先,基于刚体绕定轴转动的运动学理论及步进电机控制原理,建立了步进电机控制脉冲周期与运动学物理量之间的映射关系;其次,结合脉冲计算公式将匀加速与匀减速两种转动模式进行合并,优化了速度曲线的计算方法;然后,采用时分复用的设计思想,在单轴非时分复用控制的基础上,充分利用控制脉冲输出的时间间隔,进行了多轴速度曲线算法的时分复用设计;最后实现了两轴步进电机时分复用控制器IP核,相较于两轴非时分复用IP核,逻辑资源使用量降低了33.68%,热功耗降低了14.04%,并搭建硬件实验平台进行了算法验证。结果表明,时分复用IP核可以实现两轴步进电机的精确控制,角位移跟随误差均在±8 step(±0.9°)以内。 展开更多
关键词 多轴步进电机 开环控制 速度曲线 时分复用 现场可编程门阵列(FPGA)
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混合式步进电机二维等效有限元仿真方法
16
作者 吕强 庞亮 +1 位作者 钱乐 李听斌 《微特电机》 2025年第10期25-29,38,共6页
由于混合式步进电机磁路的复杂性,其电磁性能的仿真计算具有较大的难度,传统磁路法计算的精度不足,而三维有限元法计算量庞大,难以满足工程应用需求。本文采用磁导等效的方式将混合式步进电机的三维磁场等效成二维磁场,从而实现二维有... 由于混合式步进电机磁路的复杂性,其电磁性能的仿真计算具有较大的难度,传统磁路法计算的精度不足,而三维有限元法计算量庞大,难以满足工程应用需求。本文采用磁导等效的方式将混合式步进电机的三维磁场等效成二维磁场,从而实现二维有限元计算,相比磁路法具有更高的计算精度,相比三维有限元法具有更快的计算速度。并且进一步简化至计算一个定子极下的转矩特性,通过合成获得整个电机的转矩特性。以一台步距角为1.8°的两相混合式步进电机为例开展研究,计算其自定位转矩、保持转矩,仿真计算结果与实测结果基本一致,验证了这种简化的二维等效有限元仿真计算方法具有一定的可行性。 展开更多
关键词 混合式步进电机 转矩 二维等效 有限元仿真
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机器人关节用伺服电机关键技术与展望
17
作者 史婷娜 徐奕扬 +3 位作者 谭本慷 颜冬 陈浩 曹彦飞 《电工技术学报》 北大核心 2025年第19期6192-6212,共21页
近年来,智能机器人已成为全球的研究热点,其硬件系统的优化高度依赖高性能的关节执行器。伺服电机因具有高控制精度、高动态响应的性能以及成熟的商用市场,目前已成为机器人关节执行器的主流驱动部件。随着机器人类型的衍拓、智能化的提... 近年来,智能机器人已成为全球的研究热点,其硬件系统的优化高度依赖高性能的关节执行器。伺服电机因具有高控制精度、高动态响应的性能以及成熟的商用市场,目前已成为机器人关节执行器的主流驱动部件。随着机器人类型的衍拓、智能化的提升,机器人关节用伺服电机面临诸多新的需求和挑战。该文全面梳理了机器人关节用伺服电机的特点、产业现状、关键设计技术和前沿发展方向。首先,基于机器人的上层需求,将关节执行器按传动部件类型和传动部件与电机的组合架构进行分类。在此基础上,分析不同机器人类型中伺服电机的特点,归纳不同拓扑结构的伺服电机在机器人中的适用场景和产业现状。然后,从概念设计、电磁分析与优化设计、热分析与冷却设计、机械分析与可靠设计四个方面总结机器人关节用伺服电机设计的关键技术。最后,总结机器人关节用伺服电机设计的技术难点,并探讨前沿技术的发展方向。 展开更多
关键词 伺服电机 机器人 关节执行器 电机设计技术
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基于深度强化学习的电机S-曲线转速控制方法
18
作者 毛德辉 李鹏 吴建德 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期88-94,共7页
针对电机暂态控制产生冲击和抖动导致的设备易损坏问题,提出一种基于深度强化学习的电机S-曲线转速控制方法。采用Sigmoid函数设计电机转速控制速度规划曲线,降低加速度不连续变化的冲击影响;基于Actor-Critic框架,结合深度确定性策略算... 针对电机暂态控制产生冲击和抖动导致的设备易损坏问题,提出一种基于深度强化学习的电机S-曲线转速控制方法。采用Sigmoid函数设计电机转速控制速度规划曲线,降低加速度不连续变化的冲击影响;基于Actor-Critic框架,结合深度确定性策略算法(DDPG)和混合形式的奖励函数搭建深度强化学习控制器,建立动态奖惩机制;通过MATLAB/Simulink仿真分析,将DDPG控制器与模型预测控制器、PID控制器、BP-PID控制器及GA-PID控制器分别在电机空载与负载时的控制效果进行对比。实验结果表明:DDPG控制器可以实现电机平滑加减速控制,并且可以消除超调量,具有更快的响应速度;当存在外部负载扰动时,电机转速跌落减少了50%~75%,极大提高了系统的抗扰动能力。 展开更多
关键词 深度强化学习 S-曲线 暂态控制 转速控制
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一款小尺寸有限转角旋变发送机的高精度优化设计
19
作者 杜婉婷 叶振东 +1 位作者 孙俊婷 李长年 《微特电机》 2025年第5期41-44,共4页
针对26 mm基座的小尺寸、45°机械转角范围内的旋变发送机的高精度需求,通过对比不同极对数的特点,进行槽配合和绕组优化设计,并通过实物制造和试验,达到误差小于2′的精度要求,验证了增加极对数对于提高旋变发送机精度的有效性。
关键词 小尺寸 有限转角 旋变发送机 高精度
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一款双通道旋变发送机下线正确性的快速检测方法
20
作者 杜婉婷 王朋彦 刘永平 《微特电机》 2025年第6期72-76,共5页
针对一款槽数多、极对数多的双通道旋变发送机常规的逐槽检测下线正确性效率较低、易漏检的问题,对常见的下线错误导致电磁角度变化这个问题进行理论计算,得出不同下线错误模式引起输出电压幅值和交轴误差角度的相关性,从而快速分辨下... 针对一款槽数多、极对数多的双通道旋变发送机常规的逐槽检测下线正确性效率较低、易漏检的问题,对常见的下线错误导致电磁角度变化这个问题进行理论计算,得出不同下线错误模式引起输出电压幅值和交轴误差角度的相关性,从而快速分辨下线正确性,并能缩小绕组错误的位置范围,提高检测效率。 展开更多
关键词 双通道 旋变发送机 下线位置 检测
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