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基于改进指数趋近律的PMLSM滑模控制
1
作者 倪浩 周磊 +1 位作者 徐衍丰 马宇臣 《计算机仿真》 2025年第3期417-422,共6页
针对永磁直线同步电机滑模控制中存在趋近速度慢和抖振严重的问题,提出一种基于改进指数趋近律的速度环滑模控制方法。为了提高系统到达滑模面的趋近速度,对传统的指数趋近律进行改进,引入双变指数项;为了削弱系统抖振,改进的趋近律引... 针对永磁直线同步电机滑模控制中存在趋近速度慢和抖振严重的问题,提出一种基于改进指数趋近律的速度环滑模控制方法。为了提高系统到达滑模面的趋近速度,对传统的指数趋近律进行改进,引入双变指数项;为了削弱系统抖振,改进的趋近律引入状态变量并使用饱和函数替代符号函数。仿真结果表明:与PI控制和传统滑模控制相比,基于改进指数趋近律的滑模控制在提高滑模面趋近速度的同时,有效削弱了抖振现象,使系统响应速度变快,抗负载干扰能力增强,验证了上述控制策略的正确性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 滑模控制 改进指数趋近律 抖振
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基于FPGA的PMLSM三矢量模型预测电流控制IP核设计及硬件在环验证 被引量：1
2
作者 谭会生 卿翔 肖鑫凯 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第11期988-997,共10页
为了提升永磁直线同步电机(PMLSM)电流控制的稳态性能和执行速度,同时降低资源消耗,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一个三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)知识产权(IP)核,并利用FPGA在环可视化验证方法,建立了一个PMLSM的TV-MPCC IP... 为了提升永磁直线同步电机(PMLSM)电流控制的稳态性能和执行速度,同时降低资源消耗,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一个三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)知识产权(IP)核,并利用FPGA在环可视化验证方法,建立了一个PMLSM的TV-MPCC IP核验证系统。通过Simulink对TV-MPCC策略进行算法级仿真,并优化了基本电压矢量的作用顺序;采用并行与资源共享硬件优化技术设计并封装了一个TV-MPCC IP核,并对其进行了功能仿真;将设计部署在FPGA芯片XC7Z020CLG400-2上,利用FPGA在环可视化验证平台进行实验研究。结果表明,TV-MPCC策略下d、q轴电流跟踪误差和电流脉动均降低90%以上;FPGA工作在100 MHz下,实现一次算法的时间为0.62μs,仅为软件PyCharm执行时间的0.414%。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机(pmlsm) 三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC) 现场可编程门阵列(FPGA) 电流跟踪误差 电流脉动
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基于GSMC的改进自抗扰PMLSM控制
3
作者 娄云浩 刘春芳 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第5期82-84,90,共4页
针对永磁同步直线电机(PMLSM)系统存在外界扰动等不确定性而使系统性能变差问题,提出了一种改进型全局滑模自抗扰控制方案。首先,考虑到扩张状态观测器中传统的非线性函数fal在原点附近不够平滑存在拐点会降低控制精度,引入了平滑性更好... 针对永磁同步直线电机(PMLSM)系统存在外界扰动等不确定性而使系统性能变差问题,提出了一种改进型全局滑模自抗扰控制方案。首先,考虑到扩张状态观测器中传统的非线性函数fal在原点附近不够平滑存在拐点会降低控制精度,引入了平滑性更好的Sigfal函数对其进行替换;其次,对于非线性状态误差反馈控制律部分,因参数多整定困难,影响了反馈控制的性能,采用全局滑模控制(GSMC)实现反馈控制,以提高反馈控制部分的动态及抗扰动性能;最后,用Lyapunov理论证明了系统稳定性,仿真结果表明该方案能够提高速度跟踪精度、保证动态性能同时提高了系统鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 全局滑模控制 新型非线性函数 改进自抗扰控制
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PMLSM自动门无位置传感器控制系统设计
4
作者 孙志伟 《电工技术》 2024年第24期8-10,共3页
通常永磁同步直线电机(PMLSM)的闭环控制需要使用传感器来获取电流的反馈值以及电角度,然而采用机械式传感器不仅会增加控制系统的复杂度,还会增加设计成本。对此,给出PMLSM自动门无位置传感器控制系统的硬软件解决方案。
关键词 pmlsm 无传感器 自动门
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双重遗忘卡尔曼滤波PMLSM无位置传感控制研究 被引量：5
5
作者 朱军 李香君 +2 位作者 付融冰 吴宇航 田淼 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期672-678,共7页
针对EKF估计PMLSM位置存在模型不精确、噪声统计特性不确定时估计精度不高,且有可能导致滤波发散的问题,提出一种双重遗忘卡尔曼滤波法,它是在EKF的基础上引入自适应渐消因子,实现第一重遗忘,引入Sage-Husa自适应滤波法,实现第二重遗忘... 针对EKF估计PMLSM位置存在模型不精确、噪声统计特性不确定时估计精度不高,且有可能导致滤波发散的问题,提出一种双重遗忘卡尔曼滤波法,它是在EKF的基础上引入自适应渐消因子,实现第一重遗忘,引入Sage-Husa自适应滤波法,实现第二重遗忘。实验表明:该方法不论是同步速度还是负载突变,均按正弦规律递减,负载突变前、后速度稳定误差最大值分别为0.469%、0.943%,最终将稳定在0.167%附近,跟踪效果随仿真时间的加长而更好。 展开更多
关键词 pmlsm 卡尔曼滤波 自适应渐消因子 Sage-Husa自适应滤波 双重遗忘卡尔曼滤波
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PMLSM推力波动抑制分段斜极方法研究 被引量：5
6
作者 蔡炯炯 卢琴芬 +1 位作者 刘晓 叶云岳 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1122-1127,1142,共7页
为了有效抑制推力波动,提高电机定位、出力及速度精度,分析了永磁直线同步电机(PMLSM)推力波动特点,指出采用分数槽及电枢长度调节之后,2、4、6次波为PMLSM推力谐波主要成分,与以12倍次为主的齿槽力波动不同;在对分段斜极方案优点分析... 为了有效抑制推力波动,提高电机定位、出力及速度精度,分析了永磁直线同步电机(PMLSM)推力波动特点,指出采用分数槽及电枢长度调节之后,2、4、6次波为PMLSM推力谐波主要成分,与以12倍次为主的齿槽力波动不同;在对分段斜极方案优点分析、推力谐波斜极系数计算、电磁推力削弱系数计算的基础上,对斜极角选取策略进行了分析,结果表明:因推力波动的成因和表现不同,直线电机与旋转电机最佳斜极角选取公式有差异;阐述了利用二维有限元计算三维非对称斜极运动模型的方法,用该方法对斜极系数-分段数关系、斜极系数-斜极角关系进行了计算,验证了PMLSM次级永磁分段数及斜角选取的分析.结果表明:永磁体2分段并取30°斜角可使推力波动下降到61.3%且保持96.8%出力. 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 推力波动 分段斜极 有限元
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等间距磁极分段PMLSM磁场及其磁阻力分析 被引量：3
7
作者 王明杰 程志平 焦留成 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期74-80,共7页
为减小永磁直线同步电机(PMLSM)的磁阻力,提高其稳定运行性能,依据PMLSM结构特点,采用对每极下永磁体等分段后再等间距依次排列方法减小磁阻力。建立磁极分段的解析模型,用解析法计算等间距磁极分段时的气隙磁密,分析分段数与气隙磁密... 为减小永磁直线同步电机(PMLSM)的磁阻力,提高其稳定运行性能,依据PMLSM结构特点,采用对每极下永磁体等分段后再等间距依次排列方法减小磁阻力。建立磁极分段的解析模型,用解析法计算等间距磁极分段时的气隙磁密,分析分段数与气隙磁密之间的关系。确定合理的磁极分段数与电机齿槽力之间的关系,使不同磁极分段产生的齿槽力相互抵消来减小齿槽力,在此基础上,通过在电枢端部特定位置处添加辅助极铁心方法来补偿端部力。有限元结果分析表明,合理选择分段数可使齿槽力明显减小,且使端部力有一定程度减小,进一步采用辅助极后,很好地消弱了端部力。 展开更多
关键词 pmlsm 磁极分段 磁阻力 齿槽力 端部力
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基于模糊滑模观测器的PMLSM无传感器控制 被引量：11
8
作者 陆华才 提娟 +1 位作者 刘怡君 刘林 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2016年第1期60-65,共6页
针对永磁同步直线电机无传感器控制直线驱动系统中存在速度和磁极位置快速准确估计难的问题,提出一种结合滑模观测器与模糊控制各自优点的模糊滑模观测器速度位置估计新方法.该方法首先根据滑模控制理论构造滑模函数,即观测器电流估计... 针对永磁同步直线电机无传感器控制直线驱动系统中存在速度和磁极位置快速准确估计难的问题,提出一种结合滑模观测器与模糊控制各自优点的模糊滑模观测器速度位置估计新方法.该方法首先根据滑模控制理论构造滑模函数,即观测器电流估计值与实际电流值之差;其次把滑模函数(电流误差)及其误差变化量作为模糊控制器的输入量,把滑模边界层的宽度作为输出量,实时动态调节边界层宽度,优化切换sat函数输出值;最后把反电势估算值一方面引入到滑模观测器定子电流估测中去,另一方面通过锁相环估测出速度和磁极位置,并构建李亚普诺夫函数验证改进观测器的收敛性.仿真结果表明,模糊滑模观测器能够在柔滑抖振和稳态误差之间找到平衡,保持系统的鲁棒性和控制精度,提高系统的响应速度.该观测器能够高速、精确地估计电机速度和磁极位置,实现高性能的永磁同步直线电机无速度传感器控制. 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 滑模观测器 模糊控制器 边界层调节
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绕组分段永磁同步直线电机控制系统研究 被引量：1
9
作者 樊立航 徐立云 《科学技术创新》 2025年第11期62-65,共4页
本文以绕组分段永磁同步直线电机(Winding Segmented-Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,WS-PMLSM)为研究对象,深入分析了电机运行过程中主要电磁参数的变化规律,进而构建了WS-PMLSM变参数数学模型;为提升系统动态响应特性,结... 本文以绕组分段永磁同步直线电机(Winding Segmented-Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,WS-PMLSM)为研究对象,深入分析了电机运行过程中主要电磁参数的变化规律,进而构建了WS-PMLSM变参数数学模型;为提升系统动态响应特性,结合磁场定向控制理论,设计了改进的滑模位置控制方法,并基于MATLAB/Simulink平台构建了完整的控制系统仿真模型。与传统控制策略的对比研究表明:所提出的复合控制方案在位置跟踪精度、速度响应时间等方面均展现出显著优势。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机(pmlsm) 滑模控制 磁场定向控制
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基于直接转矩控制策略的PMLSM电磁推力控制与仿真 被引量：3
10
作者 殷红梅 姜海林 +1 位作者 汪木兰 杨龙 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2018年第2期113-116,121,共5页
运用直接转矩控制策略对永磁直线同步电机的电磁推力控制进行研究,提出利用电压空间矢量控制初级磁链和次级永磁体磁链,计算定子坐标系上推力和磁链,将结果进行滞环调节,获得逆变器开关状态,实现对电磁推力的控制。设计电磁推力控制系统... 运用直接转矩控制策略对永磁直线同步电机的电磁推力控制进行研究,提出利用电压空间矢量控制初级磁链和次级永磁体磁链,计算定子坐标系上推力和磁链,将结果进行滞环调节,获得逆变器开关状态,实现对电磁推力的控制。设计电磁推力控制系统,运用MATLAB/Simulink工具包PMLSM直接推力系统进行了建模仿真,运用全数字式伺服系统试验平台进行试验论证。结果表明,采用直接转矩控制策略能够对永磁直线同步电机进行有效控制,具有动态响应速度快,鲁棒性好等优越性能。 展开更多
关键词 pmlsm 直接转矩控制策略 电磁推力控制 仿真验证
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基于DSP28335的PMLSM伺服系统设计与实现 被引量：7
11
作者 陈平 郑俊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第1期80-83,共4页
文章设计了一套基于TMS320F28335DSP控制芯片的永磁直线同步电机(PMLSM)伺服控制系统。以智能功率模块IPM、高精度直线编码器M-Ⅱ4400和新一代CAS磁通门技术电流传感器为主要元件搭建了一套高性能硬件平台。在DSP控制芯片内实现对PMLSM... 文章设计了一套基于TMS320F28335DSP控制芯片的永磁直线同步电机(PMLSM)伺服控制系统。以智能功率模块IPM、高精度直线编码器M-Ⅱ4400和新一代CAS磁通门技术电流传感器为主要元件搭建了一套高性能硬件平台。在DSP控制芯片内实现对PMLSM定子电流的矢量解耦控制及速度环、位置环的伺服控制算法。实验结果表明该伺服驱动系统实现了对PMLSM的高精高效控制。 展开更多
关键词 DSP28335 pmlsm 伺服控制 磁通门电流传感器
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PMLSM直接推力控制系统研究 被引量：8
12
作者 王海星 封海潮 司纪凯 《微电机》 北大核心 2012年第5期26-30,共5页
直接推力控制(DFC)是在直接转矩控制(DTC)的基础上发展起来的,以其结构简单、推力响应快、控制性能优越、鲁棒性好等特点,受到广泛关注。将直接推力控制引入永磁直线同步电机(PMLSM)的运行性能控制,提高系统的运行稳定性是一个具有研究... 直接推力控制(DFC)是在直接转矩控制(DTC)的基础上发展起来的,以其结构简单、推力响应快、控制性能优越、鲁棒性好等特点,受到广泛关注。将直接推力控制引入永磁直线同步电机(PMLSM)的运行性能控制,提高系统的运行稳定性是一个具有研究价值的领域。在分析直接推力控制原理的基础上,结合所建立的PMLSM的数学模型,对DFC的推力控制和磁链控制进行研究。分析DFC的原理、系统构成,以及实现方法,利用Simulink进行系统建模,并对负载起动后减载、负载起动后加速两种PMLSM运行状态进行仿真。仿真结果验证了所搭建的控制系统模型的正确性和可行性,表明PMLSM直接推力控制具有良好的静、动态性能。 展开更多
关键词 pmlsm 直接推力控制 建模与仿真
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基于RBF神经网络整定PID的PMLSM控制研究 被引量：4
13
作者 曹文霞 汪永华 钱多德 《安徽农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期154-158,共5页
介绍了直线永磁同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)的数学模型。由于直线永磁同步电机具有非线性、耦合性和负载扰动等特性,常规PID控制器不能达到理想的控制效果,而径向基函数(radial basis function,RBF)神... 介绍了直线永磁同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)的数学模型。由于直线永磁同步电机具有非线性、耦合性和负载扰动等特性,常规PID控制器不能达到理想的控制效果,而径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络具有学习速度快、无局部极小和良好的逼近能力,提出了将RBF网络与增量式PID控制结合在一起应用的方法。matlab仿真结果表明:该控制系统具有良好的逼近能力、较强的适应性和抗干扰能力。 展开更多
关键词 直线永磁同步电机 RBF神经网络 PID控制 MATLAB仿真
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组合磁极无槽PMLSM正弦磁场分析 被引量：4
14
作者 王明杰 程志平 焦留成 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期34-39,共6页
针对传统永磁直线同步电机(PMLSM)齿槽效应及单一磁极产生的非正弦气隙磁场引起电机推力波动,使电机性能变差问题,提出一种组合磁极无槽PMLSM,以提高电机气隙磁场正弦度。建立了组合磁极结构模型,采用分层模型法将气隙磁场叠加,研究消... 针对传统永磁直线同步电机(PMLSM)齿槽效应及单一磁极产生的非正弦气隙磁场引起电机推力波动,使电机性能变差问题,提出一种组合磁极无槽PMLSM,以提高电机气隙磁场正弦度。建立了组合磁极结构模型,采用分层模型法将气隙磁场叠加,研究消除前三次低频次谐波磁场时,其正弦气隙磁场与电机结构参数及材料特性之间的解析关系式。对比分析了组合磁极和磁极未分段时的气隙磁密、空载反电势及其谐波磁场。研究结果表明当组合磁极中各段磁极长度、剩磁比例系数满足确定约束关系时,气隙磁场中三次、五次、七次谐波均为零,能使气隙磁密和空载反电势趋于标准正弦形,有效消除谐波影响,提高电机性能。解析法和有限元法结果一致证明了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 永磁右线同步电机 组合磁极 正弦磁场 剩磁 解析法
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基于SOA的PMLSM进给系统PID参数优化研究 被引量：5
15
作者 孙立香 单秀文 靖文 《微特电机》 北大核心 2016年第11期62-65,共4页
针对曲轴磨床中所用的永磁同步直线电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)驱动的砂轮进给系统所具有的强耦合性和非线性的特点,对PMLSM的d-q轴模型进行分析,推导出矢量控制下PMLSM进给系统的状态方程及传递函数。针对... 针对曲轴磨床中所用的永磁同步直线电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)驱动的砂轮进给系统所具有的强耦合性和非线性的特点,对PMLSM的d-q轴模型进行分析,推导出矢量控制下PMLSM进给系统的状态方程及传递函数。针对传统比例-积分-微分(Proportion-Integral-Derivative,PID)控制自身的优缺点,将人群搜索算法(Seeker Optimization Algorithm,SOA)与传统PID控制相结合,应用于PMLSM进给系统中。仿真与实验结果表明,采用SOA优化的PID参数整定,具有鲁棒性强、跟踪性能好、收敛速度快等优点。 展开更多
关键词 数控机床 永磁直线同步电机 人群搜索算法 鲁棒性 比例-积分-微分
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基于H_∞最优控制的PMLSM伺服系统鲁棒重复控制 被引量：6
16
作者 孙宜标 王欢 杨俊友 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第3期241-246,共6页
永磁直线同步电动机(PMLSM)在跟踪周期性输入时,其参数变化、负载扰动和摩擦力会降低系统的伺服性能,为此设计了一种基于H∞最优理论的鲁棒位移重复控制器.将重复控制器中的延迟环节看作是一个稳定的摄动Δ1(s),把被控对象中包含的不确... 永磁直线同步电动机(PMLSM)在跟踪周期性输入时,其参数变化、负载扰动和摩擦力会降低系统的伺服性能,为此设计了一种基于H∞最优理论的鲁棒位移重复控制器.将重复控制器中的延迟环节看作是一个稳定的摄动Δ1(s),把被控对象中包含的不确定性因素看作另一摄动Δ2(s),故可将伺服系统看作是包含2个摄动的不确定系统,进而可以把鲁棒重复控制问题转化成H∞最优控制问题,使用H∞最优理论同时设计了反馈控制器和重复控制器.理论推导与仿真结果表明,该方案有效提高了系统的跟踪精度和鲁棒性. 展开更多
关键词 永磁直线同步电动机 直接驱动 周期性输入 参数变化 重复控制 鲁棒性能 H∞最优控制 伪微分反馈前馈控制
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基于预测电压调制与T-S模糊PMLSM推力控制 被引量：6
17
作者 杨俊友 刘江华 +2 位作者 邱桂林 陈坤 王冬云 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第4期361-365,396,共6页
为了进一步提高永磁直线同步电机(PMLSM)直接推力控制(DTC)系统的控制精度,提出了基于预测电压调制和Takagi-Sugeno(T-S)模糊策略的控制方法.利用预测电压调制技术控制下一个周期磁链,利用空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)逼近预测电压值,采... 为了进一步提高永磁直线同步电机(PMLSM)直接推力控制(DTC)系统的控制精度,提出了基于预测电压调制和Takagi-Sugeno(T-S)模糊策略的控制方法.利用预测电压调制技术控制下一个周期磁链,利用空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)逼近预测电压值,采用T-S模糊控制器控制动子速度和电磁推力.对比分析在Matlab/Simulink环境下的仿真结果,基于预测电压调制和T-S模糊控制策略的DTC控制系统不仅明显减少电磁推力和磁链脉动,而且对电机参数时变等非线性扰动所引起的脉动具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 直接推力控制 预测电压调制 T—S模糊控制器 空间矢量脉宽调制 鲁棒性
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最优预见补偿控制在PMLSM伺服系统中的应用 被引量：4
18
作者 周悦 郭威 +1 位作者 郭庆鼎 郭扬 《沈阳建筑工程学院学报》 CAS 2000年第1期75-78,共4页
简要地介绍高精度、微进给永磁直线交流同步电机（ＰＭＬＳＭ） 伺服系统的ＩＰ位置控制后，提出对该系统的最优预见前馈补偿，以提高系统的跟踪性能．
关键词 永磁直线 同步伺服电机 预见前馈补偿 伺服系统
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PMLSM直接驱动工作台的机电耦合有限元建模 被引量：3
19
作者 宁建荣 夏加宽 +1 位作者 沈丽 王成元 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2011年第6期618-622,共5页
由于使用永磁直线同步电动机直接驱动,直线滚动导轨支承的进给工作台的动力学特性对超精密数控机床的加工精度会产生直接影响.以工作台和电动机动子作为研究对象,利用拉格朗日-麦克斯韦方程建立工作台系统的机电耦合动力学模型.采用有... 由于使用永磁直线同步电动机直接驱动,直线滚动导轨支承的进给工作台的动力学特性对超精密数控机床的加工精度会产生直接影响.以工作台和电动机动子作为研究对象,利用拉格朗日-麦克斯韦方程建立工作台系统的机电耦合动力学模型.采用有限元方法计算出永磁直线同步电动机的推力和法向力,对工作台模型进行模态分析与电磁力作用下的谐响应分析,得到工作台系统的模态参数和水平、垂直两个方向的频响曲线.通过分析频响曲线可对工作台的振动进行预测,为工作台系统优化设计和优化控制提供了依据. 展开更多
关键词 永磁直线同步电动机 直接驱动 动力学分析 机电耦合 有限元 推力 法向力 超精密机床
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PMLSM伺服系统的特征模型与自适应迭代学习控制 被引量：3
20
作者 孙明轩 李芝乐 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第13期3126-3133,共8页
针对PMLSM伺服系统的位置跟踪控制问题,提出一种基于特征模型的自适应迭代学习控制方案。由分析可知,在"id=0"的控制策略下,该系统是一个六阶线性定常系统。结合特征模型理论,给出了该系统的一阶、二阶和三阶特征模型,其特征... 针对PMLSM伺服系统的位置跟踪控制问题,提出一种基于特征模型的自适应迭代学习控制方案。由分析可知,在"id=0"的控制策略下,该系统是一个六阶线性定常系统。结合特征模型理论,给出了该系统的一阶、二阶和三阶特征模型,其特征参数沿时间轴和迭代轴均是变化的。采用遗忘因子最小二乘迭代学习辨识与最小方差控制方法,给出一种基于特征模型的带饱和限幅自适应迭代学习控制方案。仿真结果表明,提出的学习控制方案能够实现系统输出对期望位置的轨迹跟踪。 展开更多
关键词 pmlsm 特征模型 遗忘因子最小二乘 自适应迭代学习控制
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