高精度闭环霍尔流传感器研制

1

作者 熊伟 王首浩 +5 位作者 徐佳佳 陈鹏 马亚军 王言徐 王伟 张艺卓 《计算机测量与控制》 2026年第1期277-284,共8页

针对我国航天伺服霍尔电流传感器精度低、线性度差、温漂大、响应慢及磁路易饱和等问题,文章提出一种航天伺服系统的高精度闭环霍尔电流传感器设计方案;采用磁路用开环“回”字形聚磁环与1J85坡莫合金叠片结构设计,次级线圈采用扁平漆... 针对我国航天伺服霍尔电流传感器精度低、线性度差、温漂大、响应慢及磁路易饱和等问题,文章提出一种航天伺服系统的高精度闭环霍尔电流传感器设计方案;采用磁路用开环“回”字形聚磁环与1J85坡莫合金叠片结构设计,次级线圈采用扁平漆包线精密绕制和特殊的热处理工艺技术;经过伺服系统带载试验表明,±130 A量程内线性度达到0.14%、误差±0.09%FS、温漂小于50 ppm/℃、动态响应3μs各项性能指标满足航天伺服系统测量需求。 展开更多

关键词 电流传感器 线性度 聚磁环 次级线圈 伺服系统

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基于支持向量机预测可变参数的机电伺服系统动态面反步滑模位置控制

2

作者 程亮 董子健 张金营 《机床与液压》 北大核心 2026年第1期135-140,共6页

针对永磁直线同步电机位置伺服系统易受非线性摩擦力、参数摄动、负载扰动等不确定因素影响的问题,提出一种基于支持向量机预测可变参数的机电伺服系统动态面反步滑模的位置控制方法。结合滑模控制、动态面控制与反步长控制设计永磁直... 针对永磁直线同步电机位置伺服系统易受非线性摩擦力、参数摄动、负载扰动等不确定因素影响的问题,提出一种基于支持向量机预测可变参数的机电伺服系统动态面反步滑模的位置控制方法。结合滑模控制、动态面控制与反步长控制设计永磁直线同步电机位置跟踪控制器,以提高位置伺服系统的抗干扰能力。引入支持向量机智能算法对动态面反步滑模位置控制器参数进行建模预测,以提高位置伺服系统的稳定性和收敛速度。最后,为验证所提控制方法的跟踪性能、响应性能及鲁棒性,进行正弦波位置给定信号与非周期性变负载扰动信号位置伺服系统仿真实验,并与基于经验法整定的动态面反步滑模控制器进行对比。结果表明:在正弦波位置给定信号与非周期性变负载扰动信号位置仿真实验中,与基于经验法整定的动态面反步滑模控制方法相比,文中所提控制方法的位置误差分别降低62.5%与50%。所提控制方法不仅显著提高永磁直线同步电机位置伺服系统的跟踪精度,而且位置伺服系统的鲁棒性能和响应性能得到显著改善。 展开更多

关键词 机电伺服系统 永磁直线同步电机 动态面反步滑模控制 位置控制 支持向量机 参数预测

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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

3

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LMI的直线伺服滑模位移跟踪控制 被引量：17

4

作者 孙宜标 仲原 刘春芳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期33-40,共8页

由于直线伺服系统应用在一些高响应、高精度场合时,永磁直线同步电机的电流和速度各自的动态过程在时间尺度上相对接近,所以采用常规矢量控制下的三闭环PID控制方法进行静态解耦会因电流和速度之间存在的非线性耦合影响系统的跟踪品质... 由于直线伺服系统应用在一些高响应、高精度场合时,永磁直线同步电机的电流和速度各自的动态过程在时间尺度上相对接近,所以采用常规矢量控制下的三闭环PID控制方法进行静态解耦会因电流和速度之间存在的非线性耦合影响系统的跟踪品质。该文提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)的滑模控制方法对直线伺服系统进行位移跟踪控制,并将电气子系统和机械子系统作为整体进行控制,利用LMI设计其滑模控制律。通过设计扩张滑模观测器对负载扰动进行鲁棒观测,以保证系统的跟踪性能。通过实验对该算法与三闭环PID控制方法进行对比验证,证明了该方法具有良好的鲁棒跟踪能力。 展开更多

关键词 线性矩阵不等式 滑模控制 扩张滑模观测器 直线伺服系统 永磁直线同步电机

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永磁直线伺服系统的l_1速度控制器设计 被引量：1

5

作者 孙宜标 孙晓雨 +1 位作者 董婷 夏加宽 《组合机床与自动化加工技术》 2008年第10期48-51,共4页

永磁直线伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但负载扰动及系统参数变化会降低系统的伺服性能,为了削弱上述不确定性因素的影响,采用l1控制方法设计速度控制器。基于直线电机离散模型,利用youla参数化法将l1速度控制器设计转化... 永磁直线伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但负载扰动及系统参数变化会降低系统的伺服性能,为了削弱上述不确定性因素的影响,采用l1控制方法设计速度控制器。基于直线电机离散模型,利用youla参数化法将l1速度控制器设计转化为匹配模型最优控制器Q的设计。从给定的控制器阶数出发,将无限维的l1问题转化为有限维的线性规划问题。仿真结果表明,该控制策略不仅具有良好的快速跟踪性能,而且对系统参数变化和外部扰动具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁直线伺服系统 l1控制 给定阶控制器 匹配模型

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基于PDFF和输入整形的钻孔机残余震动抑制 被引量：1

6

作者 唐道奎 支长义 +1 位作者 谭志红 杨留柱 《微电机》 北大核心 2011年第1期100-103,共4页

针对永磁直线电机(PMLSM)在PCB钻孔机应用中的加速度提升和定位过程中震荡的问题,提出了一种解决方案。在速度环驱动器采用PDFF算法和在位置环前端采用输入整形技术的技术方案,并对方案进行了仿真和验证,有效的解决了钻孔机XY平台快速... 针对永磁直线电机(PMLSM)在PCB钻孔机应用中的加速度提升和定位过程中震荡的问题,提出了一种解决方案。在速度环驱动器采用PDFF算法和在位置环前端采用输入整形技术的技术方案,并对方案进行了仿真和验证,有效的解决了钻孔机XY平台快速定位问题并且在实际应用中提高了钻孔机的加工效率,该方案在实际系统上运行良好。 展开更多

关键词 永磁直线伺服系统 PDFF 输入整形技术 位置控制

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直线电机进给伺服系统的自适应模糊位置控制研究 被引量：5

7

作者 韩江 苏志远 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期136-139,共4页

文章针对电机引入的非线性、参数不确定性及对位置伺服系统快速定位和无超调的要求问题,采用一种新的位置控制方法,即基于ITAE最优控制的对量化因子和比例因子进行在线寻优的自适应模糊控制方法。仿真及实验结果表明,这种模糊位置控制... 文章针对电机引入的非线性、参数不确定性及对位置伺服系统快速定位和无超调的要求问题,采用一种新的位置控制方法,即基于ITAE最优控制的对量化因子和比例因子进行在线寻优的自适应模糊控制方法。仿真及实验结果表明,这种模糊位置控制器具有良好的稳态精度和动态响应,与传统比例位置控制的伺服系统相比,具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 数控机床 自适应模糊位置控制 进给伺服系统 永磁直线伺服电机

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基于LQSF的伺服系统速度调节器的设计与研究 被引量：3

8

作者 陈荣 邓智泉 严仰光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第7期38-43,共6页

针对按经典控制理论设计的速度调节器和实际运行结果出入大的问题,提出用二次型性能指标最优调节器(LQSF)的设计思想,实现永磁同步伺服系统的速度环调节器的设计。根据二次型性能指标最优设计思路,通过适当调节状态变量的加权矩阵,使相... 针对按经典控制理论设计的速度调节器和实际运行结果出入大的问题,提出用二次型性能指标最优调节器(LQSF)的设计思想,实现永磁同步伺服系统的速度环调节器的设计。根据二次型性能指标最优设计思路,通过适当调节状态变量的加权矩阵,使相应状态变量满足控制要求,性能指标最优。对于速度调节过程中的饱和,设计采用Bang-Bang控制来实现过渡过程响应时间的最小化。在电机速度阶跃过程中,设置较大的限幅力矩,可以使系统有更快的响应,更小的响应时间。仿真和实验证实了本文所做设计的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步伺服系统 二次型性能指标最优调节器(LQSF) 速度调节器

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永磁直线电动机加速度反馈位置控制系统研究 被引量：7

9

作者 李庆雷 王先逵 石忠东 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2000年第6期27-29,共3页

分析了永磁交流同步直线电动机的数学模型 ,提出了基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统 。

关键词 位置控制系统 扰动观测器 永磁电机 加速度反馈

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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

10

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 永磁直线同步电机 伺服系统 速度环 积分滑模控制器 快速性 鲁棒性

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基于神经网络给定补偿的永磁同步直线交流伺服系统H^∞控制 被引量：14

11

作者 郭庆鼎 迟林春 王成元 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期75-78,共4页

以永磁同步直线伺服电机为被控对象，应用Ｈ∞控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。首次提出了基于神经网络给定补偿的Ｈ∞控制策略。仿真实验结果表明，该方案有效地克服了永磁直线电机参数变化及特有的端部效应等对系统的影... 以永磁同步直线伺服电机为被控对象，应用Ｈ∞控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。首次提出了基于神经网络给定补偿的Ｈ∞控制策略。仿真实验结果表明，该方案有效地克服了永磁直线电机参数变化及特有的端部效应等对系统的影响，提高了系统的性能指标。 展开更多

关键词 交流伺服系统 神经网络 H^∞控制 直线伺服电机

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初级永磁式直线电机的粒子群优化PID控制研究 被引量：3

12

作者 许孝卓 付惠琪 +1 位作者 刘株利 汪旭东 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期101-106,共6页

初级永磁式直线电机(primary permanent magnet linear motor,PPMLM)具有成本低、结构简单、推力密度大等优点,但在运行中存在参数变化和负载扰动等问题,使传统PID控制无法达到系统实时控制、快速响应的高精度伺服控制要求。为了提高PP... 初级永磁式直线电机(primary permanent magnet linear motor,PPMLM)具有成本低、结构简单、推力密度大等优点,但在运行中存在参数变化和负载扰动等问题,使传统PID控制无法达到系统实时控制、快速响应的高精度伺服控制要求。为了提高PPMLM调速系统动态响应能力,降低启动时的超调性能,对初级永磁式直线电机的工作原理进行分析,建立数学模型,并对传统PID控制采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法进行优化。设计参数全局寻优的在线自整定PSO-PID控制器,使用MATLAB/Simulink建模仿真并进行试验验证。结果表明,基于PSO的PID控制器能够使电机快速平稳地启动,具有更小的超调性能和较强的抗干扰能力,可以实现电机的快速响应。 展开更多

关键词 初级永磁式直线电机 高精度伺服控制系统 PID控制 粒子群优化算法

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永磁同步直线电机模糊滑模速度控制研究 被引量：14

13

作者 张育增 周睿智 李帅 《电气技术》 2020年第12期23-29,共7页

针对永磁直线驱动伺服系统易受负载变化、参数扰动和端部效应的影响,本文提出了一种基于负载推力观测器的新型变指数趋近律模糊滑模变结构控制方法。该方法采用新型变指数趋近律代替传统的变指数趋近律,来改善滑模趋近运动的品质,用负... 针对永磁直线驱动伺服系统易受负载变化、参数扰动和端部效应的影响,本文提出了一种基于负载推力观测器的新型变指数趋近律模糊滑模变结构控制方法。该方法采用新型变指数趋近律代替传统的变指数趋近律,来改善滑模趋近运动的品质,用负载推力观测器对扰动进行观测补偿,并利用模糊控制代替切换控制,对参数值进行实时在线估计,从而更好地达到了抑制抖振的目的。仿真结果表明:与传统滑模控制器相比,利用该方法控制的系统具有动态响应速度快和鲁棒性能好的特点,并且能够明显地减小系统的跟踪误差。 展开更多

关键词 永磁直线驱动伺服系统 新型变指数趋近律 负载推力观测器 模糊滑模变结构控制 鲁棒性 跟踪误差

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快速刀具伺服系统的模糊自适应滑模控制 被引量：8

14

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2期126-131,共6页

针对由永磁同步直线电机驱动的快速刀具直线伺服系统在高频输入信号下跟踪控制精度低的问题,设计了模糊自适应滑模控制算法.算法采用滑模控制进行跟踪,利用模糊自适应控制方法对传统滑模控制器中的不连续控制量进行模糊逼近,同时对实际... 针对由永磁同步直线电机驱动的快速刀具直线伺服系统在高频输入信号下跟踪控制精度低的问题,设计了模糊自适应滑模控制算法.算法采用滑模控制进行跟踪,利用模糊自适应控制方法对传统滑模控制器中的不连续控制量进行模糊逼近,同时对实际运行中系统的不确定因素进行补偿,并设计了相应的自适应算法以补偿模糊控制律的不足,从而有效降低抖振.仿真结果表明,算法可以解决伺服系统的高频跟踪问题,具有较快的响应速度,对负载扰动有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 永磁同步直线电机 伺服刀具系统 滑模控制 模糊自适应 抖振 高频跟踪 响应速度 鲁棒性

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永磁直线伺服系统电流环延时补偿

15

作者 杨俊友 于吉帅 +1 位作者 刘永恒 白殿春 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2013年第6期601-605,共5页

为了解决永磁直线伺服系统电流环延时问题,讨论了电流矢量控制原理,并指出典型脉冲宽度调制(PWM)时序存在一个采样周期时间延迟的现象.在同步旋转坐标系电流解耦控制基础上,分析了由于时间延迟导致的逆变器电压给定值幅值变化与相位滞... 为了解决永磁直线伺服系统电流环延时问题,讨论了电流矢量控制原理,并指出典型脉冲宽度调制(PWM)时序存在一个采样周期时间延迟的现象.在同步旋转坐标系电流解耦控制基础上,分析了由于时间延迟导致的逆变器电压给定值幅值变化与相位滞后的原因,并提出了相应的补偿方法,将逆变器电压给定值幅值乘以比例系数,并且对d、q轴耦合电压解耦.通过永磁直线伺服系统电流环实验,对比电流环延时补偿前后d、q轴电流响应,证明补偿后d、q轴电流性能明显提高,实验结果也验证了理论分析的正确性与补偿方法的有效性. 展开更多

关键词 永磁直线伺服系统 脉冲宽度调制 时间延迟 电流环 电压解耦 逆变器 矢量控制 延时补偿

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永磁直线电机微铣削系统的设计和性能研究 被引量：3

16

作者 张霖 赵东标 +1 位作者 张建明 黄笑天 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期790-794,共5页

介绍了自行研制的小型超精密数控微铣削系统构成。针对该系统着重讲述采用永磁直线电机作为驱动源的精密滑台部分的结构及数控系统设计。经伺服环调节及性能实验验证,系统具有优良的动、静态控制性能,通过测定并利用统计方法计算确定系... 介绍了自行研制的小型超精密数控微铣削系统构成。针对该系统着重讲述采用永磁直线电机作为驱动源的精密滑台部分的结构及数控系统设计。经伺服环调节及性能实验验证,系统具有优良的动、静态控制性能,通过测定并利用统计方法计算确定系统水平进给工作台的定位精度达到亚微米级。通过微薄壁结构工件铣削试验结果表明,系统具备微细铣削加工能力,并可实现大深宽比三维微小零件的加工。最后分析了工件尺寸误差的成因。 展开更多

关键词 永磁直线电机 微铣削 数控铣床 伺服系统

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永磁同步直线电机伺服控制系统设计 被引量：2

17

作者 吕飞 余凤豪 +1 位作者 张松涛 秦福星 《电机技术》 2012年第2期29-32,共4页

直线电机与旋转电机相比能直接获得直线运动,永磁同步直线电机能直接驱动需直线运动的设备,以获得有限可控位移。文章设计了一种基于DSP的永磁同步直线电机伺服控制系统,试验表明该系统能快速准确地追踪位置指令,为实际应用奠定基础。

关键词 永磁同步直线电机 伺服系统 数字信号处理器 位置检测

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永磁同步电动机伺服系统转速环控制策略综述 被引量：10

18

作者 杨书生 钟宜生 《电气传动》 北大核心 2006年第2期3-7,20,共6页

对高精度永磁同步电动机伺服系统的转速环控制策略进行综述。首先介绍两种常用的解耦线性化方法,并给出不同解耦方法下控制系统的结构图。然后,重点总结转速环控制器的设计,其中的主要问题是如何抑制系统参数不确定或时变以及外部扰动... 对高精度永磁同步电动机伺服系统的转速环控制策略进行综述。首先介绍两种常用的解耦线性化方法,并给出不同解耦方法下控制系统的结构图。然后,重点总结转速环控制器的设计,其中的主要问题是如何抑制系统参数不确定或时变以及外部扰动对转速控制的影响。许多现代控制方法被应用到转速控制器的设计中,包括自适应控制、自适应逆推方法、变结构控制和鲁棒控制,着重对这些研究结果进行总结,并予以分析和比较,最后指出今后需要开展研究的方向。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 伺服系统 转速控制策略 解耦线性化 鲁棒性 控制策略 转速环 综述 转速控制器 自适应逆推方法

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基于DSP的磁悬浮永磁直线伺服系统的研究

19

作者 蓝益鹏 贺伟 刘宇菲 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第4期69-72,共4页

研究基于DSP的磁悬浮永磁直线同步电动机伺服系统的软硬件组成及其设计。首先,通过对磁悬浮永磁直线同步电动机的动子上两套绕组解耦,建立磁悬浮永磁直线伺服系统在d-q坐标系下的电压方程、磁链方程以及转矩方程。其次,采用TMS320LF281... 研究基于DSP的磁悬浮永磁直线同步电动机伺服系统的软硬件组成及其设计。首先,通过对磁悬浮永磁直线同步电动机的动子上两套绕组解耦,建立磁悬浮永磁直线伺服系统在d-q坐标系下的电压方程、磁链方程以及转矩方程。其次,采用TMS320LF2812数字信号处理器和IPM智能功率模块,设计伺服控制系统的主电路与控制电路;并采用C语言编写系统软件。最后,对自行设计的磁悬浮永磁直线电动机伺服系统进行实验研究。实验结果验证设计的硬件及软件的有效性,以及获得磁悬浮永磁直线伺服系统的实验数据。 展开更多

关键词 磁悬浮永磁直线电动机 伺服系统 DSP 智能功率模块

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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 永磁直线同步电机 P-IP控制器 伺服系统

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