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用于精密驱动的双足压电执行器设计
1
作者 亓雪 陈昱廷 +2 位作者 赵美婷 张丽娜 谭秋林 《测试技术学报》 2026年第1期55-62,共8页
压电执行器因其独特的工作原理和优越的性能受到广泛关注,并在许多领域得到了应用,如航空航天、微电子、医疗器械等。针对压电执行器的定动子接触特性难以精确定量建模分析,影响系统性能如速度、带载能力等进一步提升的问题,对双足直线... 压电执行器因其独特的工作原理和优越的性能受到广泛关注,并在许多领域得到了应用,如航空航天、微电子、医疗器械等。针对压电执行器的定动子接触特性难以精确定量建模分析,影响系统性能如速度、带载能力等进一步提升的问题,对双足直线型压电执行器展开研究,提出并验证了一种弯曲振动方程与有限元数值分析相结合的结构优化方案。基于逆压电效应与等截面梁自由弯曲振动方程,分析了定子振动模态与驱动机制。在SolidWorks中构建三维模型,通过ANSYS Workbench进行有限元仿真,分析定动子接触性能(驱动足法向振幅及系统输出特性等);基于仿真数据优化结构设计,并验证系统的带载能力。仿真结果表明,当驱动电压为100 V时,所设计执行器的左、右驱动足最大法向位移振幅分别为14μm与7.5μm,动子输出速度为156 mm/s(空载),所对应的最大带载能力为10 N。 展开更多
关键词 压电执行器 有限元分析 结构优化 数值仿真
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一种磁阻式旋转变压器电气参数高精度静态检测平台
2
作者 李得至 唐文涛 《机电工程技术》 2026年第1期138-143,共6页
为满足磁阻式旋转变压器电气参数检测的高精度需求,设计并搭建了一种检测平台,旨在精准测量变压比、相位移、电气误差等关键参数。平台硬件主要由可编程逻辑控制器(PLC)、PSM1700相位增益分析仪、转台(伺服电机为FHA-32C-160-E250电机)... 为满足磁阻式旋转变压器电气参数检测的高精度需求,设计并搭建了一种检测平台,旨在精准测量变压比、相位移、电气误差等关键参数。平台硬件主要由可编程逻辑控制器(PLC)、PSM1700相位增益分析仪、转台(伺服电机为FHA-32C-160-E250电机)及伺服驱动器构成。其中,PLC负责控制转台夹具和伺服驱动器,PSM1700提供励磁信号并逐点解算旋转变压器两相输出的信号。软件平台基于MATLAB App设计,可实现上位机对转台的实时控制与旋转变压器关键参数的显示。检测过程中,平台结合PSM1700的角度解算精度和转台的单向定位精度,实现了高精度检测,角度解算精度达到31.8",电压精度为0.15 mV。该平台在检测精度方面有所提升,且能够更为全面地检测旋转变压器的参数,尤其在多样磁阻式旋转变压器的研究与开发工作中,展现出较高的应用价值。 展开更多
关键词 旋转变压器 电气误差 PSM1700 检测平台
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一种步进电机控制阀门、阀门控制系统及方法
3
作者 许俊斌 沈友弟 黎梓欣 《人工智能与机器人研究》 2026年第1期379-385,共7页
电控阀门现有主流产品为电动球阀和电磁阀,针对电动球阀和电磁阀存在的不足,提出了一种步进电机控制阀门、阀门控制系统及方法。考虑了阀门主体、步进电机、传动机构、编码器和驱动器对步进电机控制阀门的影响,本文通过各部分机体联机... 电控阀门现有主流产品为电动球阀和电磁阀,针对电动球阀和电磁阀存在的不足,提出了一种步进电机控制阀门、阀门控制系统及方法。考虑了阀门主体、步进电机、传动机构、编码器和驱动器对步进电机控制阀门的影响,本文通过各部分机体联机联网控制,设置相应恒定参数,验证了提出方法的可行性,然后实现步进电机实现高精度流量控制,结果表明,与传统的电机控制阀门相比,所提出的电机控制阀门间接控制系统具有良好的联机控制和联网能力,以适应多种工业环境中的复杂要求。 展开更多
关键词 步进电机 阀门控制系统 流量控制 工业自动化
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永磁直流空心杯伺服电机转矩脉动抑制
4
作者 李腾蛟 夏加宽 《船电技术》 2026年第1期54-60,65,共8页
本文设计了一台伺服用空心杯电机,并给出了具体的设计方法,包括电机的主要尺寸确定、电枢绕组设计以及电机各部分材料的选取,使用Ansys Electronics Desktop建立了电机的二维模型,通过有限元仿真的方法对电机的电磁性能进行了分析。并... 本文设计了一台伺服用空心杯电机,并给出了具体的设计方法,包括电机的主要尺寸确定、电枢绕组设计以及电机各部分材料的选取,使用Ansys Electronics Desktop建立了电机的二维模型,通过有限元仿真的方法对电机的电磁性能进行了分析。并通过修改空心杯线圈节距的方法使电机的转矩脉动从3.63%降低到1.39%,通过仿真温度场确认了设计出的电机能在允许工作温度范围内正常运行,且测算出该电机最大过载倍数为2.5倍。 展开更多
关键词 空心杯电机 有限元仿真 转矩脉动
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考虑端部漏磁的表贴式永磁伺服电机气隙磁场调制机理研究
5
作者 王晨 李凯 +1 位作者 刘杰 张卓然 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第24期9753-9763,I0023,共12页
高端装备小型化对永磁伺服电机转矩密度提出了更严苛的需求,常工作于高电磁负荷状态,导致其端部漏磁现象显著,使得其气隙磁场调制规律与传统永磁电机存在较大的差异。为进一步探索其气隙磁场调制规律,研究不同电负荷下表贴式永磁电机的... 高端装备小型化对永磁伺服电机转矩密度提出了更严苛的需求,常工作于高电磁负荷状态,导致其端部漏磁现象显著,使得其气隙磁场调制规律与传统永磁电机存在较大的差异。为进一步探索其气隙磁场调制规律,研究不同电负荷下表贴式永磁电机的端部漏磁分布规律,构建考虑端部漏磁的精确二维有限元等效模型,在此基础上,基于麦克斯韦应力张量法,深入探究不同运行工况下气隙磁通密度调制谐波的转矩贡献率,揭示端部漏磁对气隙磁场调制效应的影响规律。基于此,分析关键结构参数对谐波贡献转矩的影响,结果表明,合理的结构参数可进一步提升调制谐波贡献的转矩分量,提升电机的转矩密度。最后,试制一台22 kW样机,搭建样机测试平台,验证理论分析和所提出方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 永磁电机 等效模型 气隙磁场调制效应 转矩密度 端部漏磁
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基于PLC的步进电动机控制系统设计 被引量：2
6
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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基于线间反电动势的无刷直流电机转子初始位置估计方法
7
作者 杨清志 谭雨点 《成都工业学院学报》 2025年第6期34-39,共6页
直流电机转子运行测定时,主要通过多极性换相实现初始位置的估计,处理时磁链角容易出现偏置,导致初始位置的估计误差增加,精准度降低。为此,提出基于线间反电动势的无刷直流电机转子初始位置估计方法。在磁场背景下,通过电机电感的变化... 直流电机转子运行测定时,主要通过多极性换相实现初始位置的估计,处理时磁链角容易出现偏置,导致初始位置的估计误差增加,精准度降低。为此,提出基于线间反电动势的无刷直流电机转子初始位置估计方法。在磁场背景下,通过电机电感的变化确定转子的位置,依据实时位置精准判断转子磁极极性。以单极性为条件标定出换相点,有效消除接入磁链时换相点对应磁链角的偏置,分析其与转子运行的内在规律,以完成高效换相处理。融合线间反电动势,设计换相后电机的法拉第同步辨识逻辑,依托该逻辑结合反电动势的磁通量变化率估计出转子初始位置。实验结果表明:所提方法对初始位置的估计误差均被控制在0.020 rad以内,均优于反步法和转子位置误差解耦阻抗建模法,凸显出位置估计准确性高的特点,说明其性能优越。 展开更多
关键词 线间反电动势 无刷直流 电机转子 位置估计
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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
8
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
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特约主编寄语
9
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
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壳体材料对旋转变压器的影响分析
10
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
11
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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基于伺服电机位置控制的拉力调节系统设计 被引量：3
12
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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伺服电机在自动化生产中的应用
13
作者 李瑾 杨昌永 《机械管理开发》 2025年第12期279-283,共5页
首先构建了永磁同步伺服电机(PMSM)的数学模型,深入剖析了其基于磁场定向控制(FOC)的电流环、速度环与位置环三闭环工作原理。在此基础上,结合近五年的行业数据与技术案例,系统性地研究了伺服电机在工业机器人、高端数控机床、电子半导... 首先构建了永磁同步伺服电机(PMSM)的数学模型,深入剖析了其基于磁场定向控制(FOC)的电流环、速度环与位置环三闭环工作原理。在此基础上,结合近五年的行业数据与技术案例,系统性地研究了伺服电机在工业机器人、高端数控机床、电子半导体封装设备及智能物流系统等自动化生产场景中的创新应用模式与效能提升机制。研究进一步揭示了伺服系统正向驱控一体化、智能化和网络化方向演进的发展趋势。结果表明,深度融合先进控制算法与信息物理系统(CPS)的下一代智能伺服技术,是驱动现代自动化生产向超高精度、超高效率与极致柔性化方向发展的核心引擎。 展开更多
关键词 伺服电机 永磁同步电机 磁场定向控制 自动化生产
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基于三阶角度观测器的旋变软解码系统设计
14
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
15
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
16
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
17
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S-梯形算法的步进电机控制研究
18
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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无位置传感器永磁无刷直流电机的起动控制研究 被引量：30
19
作者 史婷娜 吴曙光 +2 位作者 方攸同 陈炜 夏长亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期111-116,共6页
针对无位置传感器无刷直流电机存在的起动问题,根据无刷直流电机的起动换相时刻与直流母线电压直接相关的特点,提出一种插值起动方法。该方法首先通过改变母线电压值,采集相应的起动换相时刻数据样本。在离线情况下,以母线电压为输入,... 针对无位置传感器无刷直流电机存在的起动问题,根据无刷直流电机的起动换相时刻与直流母线电压直接相关的特点,提出一种插值起动方法。该方法首先通过改变母线电压值,采集相应的起动换相时刻数据样本。在离线情况下,以母线电压为输入,换相时刻作为输出,拟合出两者之间的3次样条插值函数。开环起动时,该方法能够准确计算出任意母线电压下电机的起动换相时刻;闭环起动时,随着PI调节器控制的母线电压有效值的变化,系统通过插值函数在线修正换相时刻,从而保证电机准确换相。起动完毕后,由软件将系统切换到反电势运行状态。仿真和实验表明,提出的插值起动方法,广泛适用于无位置传感器无刷直流电机的开环、闭环以及相应情况下的带负载起动。 展开更多
关键词 无刷直流电机 无位置传感器 起动 3次样条插值 反电势
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基于扩张状态观测器的永磁无刷直流电机滑模变结构控制 被引量：87
20
作者 夏长亮 刘均华 +1 位作者 俞卫 李志强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第20期139-143,共5页
根据无刷直流电机的数学模型和滑模变结构控制的特点,把换相引起的相电流变化当作外界对电机的干扰,建立了一个模型。根据此模型,构造了滑模变结构控制器,运用其对各种扰动不敏感的特性来抑制各种干扰对电机的影响。扩张状态观测器是一... 根据无刷直流电机的数学模型和滑模变结构控制的特点,把换相引起的相电流变化当作外界对电机的干扰,建立了一个模型。根据此模型,构造了滑模变结构控制器,运用其对各种扰动不敏感的特性来抑制各种干扰对电机的影响。扩张状态观测器是一种性能良好的观测器,它不仅能得到不确定对象的状态,还能获得对象模型中内扰和外扰的实时控制量。电机的负载转矩用扩张状态观测器来准确估计,所以把它当作一个已知扰动来控制,这样提高了系统的控制精度。MATLAB仿真表明,与经典PID控制器相比,用滑模变结构控制器控制无刷直流电机,超调量小,速度响应快,且速度响应受电机参数变化影响小,各种外界干扰也得到了很好的抑制。用TMS320LF2407ADSP来搭建硬件电路,证明本控制器在实时控制中取得了很好的实验性能。 展开更多
关键词 无刷直流电机 滑模变结构控制 扩张状态观测器 数字信号处理器
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