静止状态下直线感应电机的参数辨识方法

直线感应电机气隙较大,并且次级一般是由整块的铝板和次级铁轭压制而成.由于此种次级没有类似于旋转感应电机的鼠笼导条和短路环,导致次级漏感远远小于初级漏感.传统的测量电机参数的空载和堵转试验假设初、次级漏感相等,在直线感应电机中难以实施,因此测量直线感应电机的参数难度较大.本文提出了一种静止状态下直线感应电机的参数辨识方法,无须做空载和堵转试验,通过控制PWM逆变器就可以实现对直线感应电机的初级电阻R1、初级漏感L1、次级电阻R2、次级漏感L2和互感Lm的测量.在参数计算过程中引入了β参数,实验验证了该方法的准确性并且分析了β参数对该方法的影响.     

直线超声电机非线性模型辨识

针对直线超声电机具有很强的非线性,理论建模困难,提出采用辨识方法建模. 首先分析了直线超声电机在不同驱动条件下的阶跃响应,提出将直线超声电机速度模型简化为带纯延迟的一阶惯性系统,驱动频率和相位差对电机动态参数的影响转化为所建模型时间常数、系统增益和延时间参数的变化. 然后用最小二乘法辨识出模型参数与驱动频率和相位差之间的函数关系,建立了直线超声电机的调频、调相控制非线性模型,为直线超声电机高精度控制提供了模型依据. 最后,通过比较直线超声电机阶跃响应的实测值与仿真值,验证了所建模型的有效性.     

直线感应电机非线性参数计算

针对直线感应电机在饱和状态下会使三维电磁场有限元模型进入非线性迭代,从而极大增加了计算的时间成本这一问题,提出了三维线性分析和二维非线性分析相结合的计算方法对强三维直线感应电机进行计算.首先,在三维有限元模型中获得线性工况下的电机电磁参数;其次,在二维有限元模型中,获得激磁电感和激磁电流之间的非线性关系,并利用迭代方法...     

超精密气浮工件台误差建模

为了研究多种作用因素在高加速、大行程条件下对超精密微动台静态精度的影响,利用刚体运动学,通过综合工件台中的线性位置误差与角位置误差,建立了超精密气浮工件台的静态误差解析模型。利用该模型,结合有限元等方法定量分析了超精密气浮工件台中加速度、制造误差、结构柔性及气浮轴承刚度等普遍存在的误差因素同时作用时对系统最终精度的影响。通过分析,证明在高加速、大行程条件下,气浮轴承的角刚度不足是造成静态误差的主要因素。     

双边永磁同步直线电机随机模型系统辨识

为解决双边永磁同步直线电机离散传递函数模型参数动态变化、传统方法辨识精度低的问题,提出一种基于随机模型的系统辨识方法,分析运动过程中的系统特性,结合具有随机扰动项的Box-Jenkins模型,辨识动态系统传递函数模型参数。通过注入不同频率逆M序列电流信号,充分激发系统响应,比较分析不同实验条件下的系统辨识结果。选择预报误差法定义平方差代价函数,运用Levenberg Marquardt算法不断迭代优化以获得传递函数模型最优参数。通过对不同采样频率、不同注入电流幅值和不同电机运动速度条件下的系统辨识对比分析,获得最佳辨识模型。结果表明,当采样频率为1000 Hz,注入电流幅值为2.0 A和电机运动速度为50 mm?s-1时,获得最优辨识仿真输出匹配度为94.81%,平方差为7.84×10-4。     

直线振荡电机支持向量机非参数建模

为了寻找反映直线振荡电机参数与性能输入输出传递关系的快速计算模型,利用有限元分析法,建立了直线振荡电机非参数建模的基本数据计算模型,根据基本数据计算模型,引入支持向量机（Support Vector Machines,SVM）非参数回归建模方法,建立了用于直线振荡电机参数与性能之间输入输出传递关系的SVM计算模型,为电机参数优化过程提供了方便快捷的在线计算方法。通过SVM模型和有限元模型输出推力的比较,验证了直线振荡电机支持向量机非参数建模的可行性。     

磁悬浮储能飞轮系统中的磁轴承参数辨识

精确的参数辨识是设计磁轴承控制器的基础.针对磁悬浮储能飞轮系统分别采用了电磁力测量法和自由振荡法对磁轴承的电流系数和位移系数进行了参数辨识,同时使用辨识到的参数进行了系统仿真.通过辨识结果和理论值,以及仿真和实际测量到的系统的时域冲击响应的比较,表明辨识结果有比较高的准确度.这两种方法均可有效地对磁轴承系统参数进行辨识,使用辨识参数所设计的控制器实现了飞轮系统稳定运行至20 000 r/min, 并实现了对外发电输出能量.     

超精密气浮轴承垂直方向的动力学分析

针对超精密气浮轴承垂直方向的动态特性易受多种因素的影响,且各影响因素有极强的耦合性的特点,运用纳维-斯托克斯方程和牛顿力学方程建立了气浮轴承的动力学解析模型,通过求解该模型,研究了系统惯性项、对流项和几何项对系统动力学特性的影响机理,导出了在惯性项为扰动张量下的系统稳定性方程,获得了一维气浮轴承全动力学的解析渐近结果.仿真结果表明,所建立的解析模型正确地反映了超精密气浮轴承的动力学特性,得出的解析结果与仿真结果是一致的.     

面向电织针设计的直线电机模型参数选择

针对一种面向电织针设计的超薄永磁直线同步电机,在提出直线电机模型的条件下对其气隙磁场进行研究,最后分析直线电机的各个参数对气隙磁场强度的影响,并利用分析结果设计直线电机的参数,完善直线电机的模型设计,为进一步的样机制作打下基础.     

双振子型直线超声电机

为提供驱动精密直线进给系统所需要的低速大力矩超声电机,提出了一种双振子型直线超声电机,该电机由2个对称的利用弯曲模态作为工作模态的摇头型振子组成,每个振子包含一个压电堆--它由4片夹心PZT-4压电陶瓷片组成.研究确定了柔性支架安装位置.然后,通过仿真计算选取该电机工作模态为三阶弯曲振动B3模态.经过模拟电机工作环境并对电机进行工作测试,可得出该电机在小预压力情况下,电压峰峰值Up-p为311 V时测得最大空载速度v0为704 mm/s;预压力F0为12.69 N、 Up-p为226 V时,堵转力F为2.1 N.测试结果表明该电机基本满足驱动精密直线进给系统的要求.     

大型凸极同步电机参数辨识的混合算法

提出了大型凸极同步电机参数辨识一种新方法：改进禁忌方法和有限元方法相结合的混合算法，为克服现有组合优化禁忌算法易于陷入局部极值点的不足，对禁忌算法进行了改进，某台300MW凸极同步电机参数辨识结果验证了本方法的正确性。     

永磁同步直线电机空载反电势的分层有限元分析

在利用有限元分析永磁同步直线电机空载反电势波形时,二维方法不能反映磁钢的形状而三维方法又过于复杂费时.该文提出一种分层有限元分析方法,很好地克服了这种矛盾.将电机沿横向分层,对每层进行二维有限元分析,最后把每层结果相加得到总体结果.利用该方法计算了一台具有六边形磁钢形状的样机的空载反电势波形.结果表明,该方法与三维有限元分析相比可大大缩短分析时间,得到的波形与实验结果吻合较好.     

精密永磁直线电机的自适应滑模控制

与一般的回转电机相比,永磁直线电机在需要实现直线运动的应用中有定位精度高、速度快等优点,但是,直线电机对扰动和系统参数变化很敏感,而且由于摩擦力和推力脉动使系统具有明显的非线性.针对这些问题,提出了一种自适应控制器的设计方案,并给出该设计的永磁直线电机的数学模型.该方案用一个滑动模态的控制输入补偿摩擦力和推力脉动.理论分析和仿真实验结果表明,自适应控制器获得的最大误差小于10 μm,其性能远远优于经典的PID控制器.     

永磁同步直线电机推力及垂直力的有限元计算

为精确计算永磁直线同步电机的推力和垂直力 ,同时减小计算量和积分路径对计算结果的影响 ,对 Maxwell张量法进行了改进和优化 ,以提高计算精度 ;指出沿积分方向通过单元中心线的积分路径为最佳 ,计算精度最高。用Fortran 77编写了计算永磁同步直线电机推力和垂直力的后置处理模块 ,并利用该模块分析了永磁同步直线电机的静态推力和垂直力特性。对此方法的可扩展性进行了讨论 ,指出此方法同样适合于其他类型直线电机的推力和垂直力计算     

滑动轴承动态参数识别的有限元分析

采用有限元法分析轴承油膜力,从而对滑动轴承的刚度和阻尼系数进行识别,求解过程中对雷诺方程的计算只进行一次即可达到预定的精度.通过计算结果与理论值的比较证明了该方法的有效性和实用性.     

介质密度及Lame系数同时识别的研究

将非均匀介质密度及Ｌａｍｅ系数的识别作为弹性波方程系数反问题，求残差最小，并应用弹性波正演的有限元解及摄动法，使反问题求解转化为二次规划问题，应用Ｌｅｍｋｅ算法求解二次规划问题，并以解为新的初始值重复上述过程，可迭代确定介质的密度和Ｌａｍｅ系数，该方法计算效率较高；可引入介质构造的其他勘探信息，进行联合反演。     

直线电机温度场有限元计算与分析

本文介绍了永磁直线同步电动机的特点,确定了边界条件,对电机温度场模型进行了简化,得出了永磁直线同步电动机的二维计算模型.并利用有限元软件Infolytica对电机温度场进行计算,结果表明和实测值相吻合.     

基于有限元法的局部动力参数识别方法

基于有限元理论,利用谐波平衡法推导出适用于刚度和阻尼参数识别的理论方程,分别按正余弦和复数形式展开求解,并以一典型转子系统为例进行子模型支承刚度与阻尼的识别验算.研究结果表明:两种展开形式均能实现边界参数的识别,且识别结果准确可靠.但由于正、余弦展开求导后形式复杂,不利于完成非线性特征的识别;而复数展开形式能简化计算和推导过程,可较好地完成线性和非线性解的识别,并且识别精度较高.该研究结果为此类系统的设计与振动分析提供了理论参考.     

基于电压源变频器的异步电机定子电阻辨识方法研究

获得准确的电机参数是实现异步电机矢量控制、直接转矩控制、逆解耦控制等高性能控制策略的关键,尤其定子电阻误差对定子磁链观测精度有直接的影响.本文分析了传统基于变频器的异步电机定子电阻参数辨识存在问题,并提出了一种既可以消除电力开关器件通态压降影响又解决高频谐波干扰问题的定子电阻辨识方法.设计了跟踪-微分器从高频干扰电流信号中提取直流电流.搭建了仿真测试平台,测试了多组实验数据,构造数据矩阵,并采用最小二乘法估计待辨识的定子电阻,仿真结果验证了该方法具有很强的抗干扰能力及高的辨识精度.     

滚动直线导轨副运动精度分析的遗传算法研究

为了使滚动直线导轨辐运动精度的动态检测结果精度提高，分析了直线度误差评定基准直线的求解过程，从而采用遗传算法对其进行寻优，详细讨论了采用遗传算法求解直线度误差的处理过程，对不同工况时的运动精度分别用首尾连线法，最小二乘法及遗优算法进行了实例计算分析比较，遗传算法评定直线度误差精度高且具有良好的稳定性。