《主动阻尼控制电机力的补偿.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《主动阻尼控制电机力的补偿.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、KC015-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 附 录: 英文资料翻译英文题目： Active Damping Control of Linear Hybrid Stepping Motor for Cogging Force Compensation中文题目: 主动阻尼控制电机力的补偿二级学院（直属学部）： 延陵学院 专业： 自动化 班级： 07 自 Y 学生姓名： 顾文斌 学号： 07121208 指导教师姓名： 高敏 职称： 讲师 评阅教师姓名： 职称： 常州工学院电子信息与电气工程学院2011年 6 月主动阻尼控制电机力的补偿Tai-Sik Hwang
2、1, Jul-Ki Seok1, and Dong-Hun Kim2韩国，庆北，岭南大学，电气工程学院,电源转换实验室韩国，大邱，庆北大学，电气工程和计算机科学学院 步进电动机的构造非常的简单,并且能够在相同位置提供没有波纹的力。尽管有这些特别的性能,但是,LHSM在运动中产生的强大的力量是产生误差、机械力和噪音的最主要原因。为了改变这个故障,我们提出了一种信号的/4多投LHSM控制阻尼的方案。通过一个有限元来分析非线性磁的磁网络,我们做了一个以非线性功能的LHSM模型。信号观测器发出的。这种通过控制来抑制的方法让精度增大了许多。关键词：控制，闭环控制，补偿，线性电机（LHSMs），推力振动I
3、介绍 高速发展运动中的控制系统是人们一直努力研究的领域。为了能够变得更好，在过去几年中这一需求不断增长,如半导、高精度机械等先进制造产业。相比传统的旋转螺丝和齿形电动马达，直线的电机具有高可靠性，长的寿命，能够无空间的减少摩擦，让它能够高精度的运动。在各种各样的直线电机中， LHSMs认为在速度和本钱上都达到需要。大多数LHSMs由一个PM和圈圈绕组构成，并与板结合。利用这种混合构造，LHSMs可以产生高力和对位置的无纹力。然而，尽管特点，LHSMs在运动时由于空间差距会产生明显的力。一般情况下在低速状态下稳定控制，如图用一台相机对LHSMs或者系统，力波减少变成成为重要问题是因为LHSMs在
4、高速运动时机械滤掉了。低速时周期性力造成大约30微米的误差、振动及噪音使控制变得很不好而且会损坏系统。因此，在低速时稳操作并且小于5微米系统受到限制。到目前为止，我们已经尝试了两种主要方法来减少脉冲：一种方法是提高电机磁设计3，另一种是使用比较复杂的现代控制的理论4。一种方法是采用双永久磁铁的拓扑结构3，电机所有磁极/4多投渗透的不同。由于两个永久磁铁沿小方向的趋势，齿相反方向的力量相互抵消，使得总脉冲减弱。即使采用磁结构，LHSM仍包含齿设计缺陷使电机产生非线性磁性并在空气气隙。然而，/4多磁阻力LHSM很好的选择。另一种方法，通过波来定位】传感器4LHSMs。不好的是，该方法不是根据电机的
5、实振动的模型，并且由于其复杂计算量使它不易实现。因此，为了范围内实现高精度的控制力波动必须通过电机的建模来压制。本文提出了一种新适用于对LHSMs波减少的方案。利用一种考虑到缺陷的设计和非线性磁特元分析的磁网络，可以总结出低次谐波振动位置是第四谐波。在此方案中， LHSM包括周期 性扰动的非线性模型是数学额的建模。图1. /4 LHSM结构图图2.磁密度。 （a）第一极点和滚之间的一致性（b）第四极和牙齿之间的比较。图3.比较每个线通量在任意位信号的动态可以从线性观测器看出，自适应地注入以抵消力波带来的影响。该控制这里是表明带来了很大的设计缺陷和非线性电机磁场。已有的实验结果也证明了该振动方法
6、不适用。II. 磁不平衡的原因 图1表示的是/4 LSHM的示意图。此次它的磁密度是上1.145T。第一个和第三个磁极有两相线圈绕组结构，每相线圈是第二和第四极主绕组的1/2。这种复绕组使该系统在LSHM3中产生增强特性。 对于一个不用考虑磁太多不是平衡非线性的LHSM，人们已经用一个称为磁网络上的商业软件算出利用两个（FEA）非线性的性能。为了了解磁分布和一个长度为1毫米的磁链，无电流永磁转轴设置在x方向上的滚内。这将使我们能够更好地了解LHSM在低速时永磁力波动的现象。图2显示了磁分布在运动在两个特定位置的比较。即使用圈标记每个齿正好与滚对齐，但很显然是有一个特殊的不一样。不一样的是通常认
7、为两个主要LHSM磁是相互离开的磁。为了改变磁效应的不平衡，每个绕组的磁计算如图3，在这里，每个极性在它们之间比较容易被忽略。这表明，对于左边的绕组，右侧的三个绕组LHSM联动总是大了近6。因此，为了对力做更准确的估计，该LHSM磁不平衡必须体现在磁网络中。III.建模与主控制方案ALHSM建模与磁不对称图4.改良磁路不对称磁要考虑流量分布不对称，最好在原来的磁把两种不同的磁势（Fm1和Fm2）一起插入一个不对称因素，如图4所示，Pm代表永磁渗。 图5简化的相同磁路图6 LHSM力模型的效应框图忽略波成分5，各个分支的渗透计算公式 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
8、 (9)Pt是极距离，x指明移动的位置方向 在 和,4的条件下简化磁路图如5所示然后可以这样计算总渗透比例率 (10) (11)利用上述渗表达式（10）和（11），储的磁能量和在图5的两个电路中可以很容易的分别利用和得到。用计算能量后，LHSM每个部分产的齿由下式计算(12)(13)该LHSM力与磁不同式样如下式(14) 第一，第二，第三和第四次谐波产生的力和相同的顺序波相应的是成正比的磁不平衡。 图7 波少总体控制图使用位置力模型，对电机成方程是 (15), 是转速，是质量，表示力。考虑力影响的LHSM的模块图如图6所示，是力常数。 为了减少力影响，组件需要从电流，速度以及电机的机械参数来观
9、察。为了设置，状态空间表达最重要。从15可以得到如下式 (16)下一个非线性形式可以从（16）。 (17)然后，整体状态方程可以得到一个直接的扩展 , , (18) Rnhu, zhngt zhungti fngchng ky ddo yg zhji de kuzhn字典 - 查看字典详细内容 B主动控制方案 相反，线性系统、非线性系统（18）尚未完全解决一般意义上的问题，但是有几种特别的非线性估计类的解决方案 6。在这里，我们通过原来的近似的系统选线性（19）设计，这里选择 (19)像这样的是Hurwitz矩阵7。这种观察器的设计方法需要既不方程，也不是输入。这使得该方法有易于实现的优势。 随着速度的增加，高阶力容易达到电流控制器的。由于的产生，高波抑制很容易包含控制器产生的错误，所以这种现象是不可取的，即 (20)因此，取消了控制器的动态效果，力动命令应该修改为 (21)在范围内，修改后应该表示为 (22) 值得特别强调的是，该控制功能可以改善系统的性能以及稳态操作。图. 7显示了整体控制方案减轻波纹力的图表。这种方法中，信号被添加到的PI控制器的输出，在速度控制回路自电机电流，以减少力脉冲。
