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一种同步直线电机推力波动特性的检测方法被引量：16: 2016年; 直线电机的推力波动是直接影响其运动性能的重要因素,而推力波动的精密测试是指导电机设计和控制的重要前提。传统推力波动测试大多采用滚珠丝杠连接旋转电机进行测试,但旋转电机本身带来的转矩波动以及连接机构的传递效率和精度很大程度地影响了检测精度。该文根据永磁同步直线电机电磁模型和有限元方法分析了直线电机电磁推力特性,提出一种由两个同型号直线电机连接并互为负载,调整相对位置后测得推力波动的检测方法。通过不同实验条件下的对比,选择合适的连接机构,测试最大静推力,并通过数字滤波与快速傅里叶变换分析了推力波动特性。实验结果表明该检测方法具有测试结构简单、检测精度高的优势。; 王伟华张子娇周海波周振宇; 关键词：电磁模型推力波动

改善步进电机电流响应速度的抗饱和PI控制被引量：2: 2017年; 目的为了提高连续式包装机的生产效率,提出一种新型的抗积分饱和PI电流控制器设计方法。方法针对PI控制器积分饱和现象引起的步进电机绕组电流响应过慢问题,根据控制器输入输出状态,确定抗饱和增益值的大小,调整积分作用效果。在控制器输入变化较慢时,充分发挥积分器的作用,减小超调量;在输入变化较快时,使积分器更快地退出饱和,提高系统响应速度。结果实验结果表明,该方法较传统PI控制和反计算固定增益PI控制能更精确地控制绕组电流,有效提高了电流响应速度和减小了超调量。结论该方法使绕组电流更好地跟随参考值变化,改善了电机在不同运行状态下的动态性能。; 聂川祝九思唐佳; 关键词：步进电机 PI控制器抗积分饱和响应速度

主动减振器结构参数优化设计被引量：7: 2013年; 主动减振系统由3个以上减振器构成,其固有频率直接决定了系统隔振带宽,且减振器水平向隔振广泛采用摆机构。柔性杆直径及杆长是影响摆机构水平向刚度的主要几何参数。根据材料弹性变形理论建立了摆机构的水平向刚度模型及最大拉应力模型。在给定的负载质量范围内,以主动减振系统水平向固有频率与目标值的均方差最小作为优化目标,将许用拉应力和最大尺寸作为设计约束,应用序列二次规划法求解该非线性优化模型,得出摆机构的最优设计参数及对应的均方差。基于3σ准则,可估计主动减振系统的水平向固有频率分布范围。在许用固有频率范围约束下,得到摆机构参数的允许范围。实验结果表明:减振系统固有频率的测试值与理论分析值的差异小于10%;加入主动控制后,振动传递率的共振峰小于0dB,大于6Hz的振动传递率小于-20dB。; 李小平廖飞红陈学东李巍; 关键词：结构参数优化

基于有限元方法的光刻机工件台线管组件结构优化被引量：1: 2017年; 光刻机工件台是光刻机的关键子系统,其中的线管组件是其传输信号、动力及冷却液等必不可少的组成部分。线管组件产生的扰动力会恶化工件台系统的超精密运动性能,因此抑制线管组件扰动力对提高工件台系统的运动性能具有重要意义。该文以工件台系统的子系统掩模台系统的线管组件为例,以减小线管组件扰动力波动、提高掩模台运动性能为目的,建立了线管组件有限元模型,对线管组件的主要结构参数进行了优化,提出了线管组件优化的一些准则,并进行了实验验证。实验表明:该有限元模型与实验相比的一阶频率误差在10%以内,验证了模型的准确性。仿真实验结果表明:优化后的线管组件L向扰动力波动幅值减小80%。; 成荣王希远朱煜杨开明; 关键词：工件台结构优化

基于电流分配系数自适应修正的平面电机解耦控制被引量：3: 2014年; 对于模型参数具有不确定性的平面电机运动系统,电流分配策略是引起其多自由度耦合行为的本质。但现有解耦控制的研究主要集中于各运动自由度控制算法的设计,没有从电流分配的物理层面解决耦合问题。论文针对平面电机三自由度解耦控制,建立了各线圈单元通电电流与三自由度位移输出之间的ARMA(auto regressive and moving average)模型,以实测输出与估计输出之间的残差平方最小为优化目标,提出了一种基于电流分配系数自适应修正的解耦控制算法,并给出了可用于实际控制的递推离散化方法。通过在线调节,使电流分配系数估计值逼近实际模型参数,从物理本质减小了多自由度耦合作用。采用轨迹跟踪实验,并与基于数据解耦控制方法进行对比,结果表明该方法提高了平面电机的定位与运动精度,验证了其对一类MIMO(multiple input multiple output)运动系统多自由度解耦的有效性。; 李鑫朱煜杨开明王熙; 关键词：平面电机解耦电流分配

一种采用同型号电机互为负载的直线电机推力波动测试方法被引量：2: 2017年; 针对传统推力波动测试方法精度不高、结构复杂的问题,提出一种采用同型号直线电机互为负载来测量直线电机推力(PMLSM)波动的方法。根据直线电机中齿槽效应和端部效应的作用机理,将2套同种型号的永磁直线电机刚性连接互为负载,通过改变电机动子之间的相位差来测量两直线电机叠加推力波动进而得到单个电机的推力波动。首先,通过分析推力波动中定位力和纹波推力与位移速度的关系,建立关于电机动子间位置差、相位差的数学模型,并进行叠加推力波动有限元分析;然后,通过改变动子间相位差进行推力波动测试,研究叠加推力随相位差改变的波动规律;最后,采用数字滤波和傅里叶变换,研究从叠加推力波动信息中精确提取单个电机推力波动的方法,得到与有限元分析结果基本一致的定位力和推力波动波形。研究结果表明:该方法能快速、精确地测量直线电机推力波动,且具有较高的测量精度。; 周振宇周海波段吉安王伟华; 关键词：推力波动定位力 PMLSM

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国家科技重大专项(2012ZX02702006)