基于位置域频率与相位辨识永磁直线电机推力波动抑制技术研究

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1、第3期组合机床与自动化加【技术No．32016年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2016文章编号：1001—2265(2016)03—0086—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2016．03．024基于位置域频率和相位辨识的永磁直线电机推力波动抑制技术研究半张彦龙，赵飞，张驰，杜文华(1．中北大学机械与动力工程学院，太原030051；2．中国科学院宁波工业技术研究院(筹)先进制造技术研究所，浙江宁波315201)摘要：推力波动是永磁直线电机固有的内部扰动，严重影响直线电机的动态精度。基

2、于推力波动特性辨识结果设计前馈控制器是实现推力波动抑制的重要手段。首先分析了推力波动特性，基于位置域频率和初相位信息建立了推力波动数学模型。电机在不同速度下运行时基于遗传算法辨识方法分另1】确定实验直线电机的推力波动模型参数，并设计前馈控制器，实现直线电机的推力波动抑制。仿真和实验结果表明，推力波动模型准确描述了被测电机的推力特性，基于模型辨识结果设计的前馈控制器有效地降低了推力波动引起的系统速度波动。关键词：永磁同步直线电机；前馈补偿；推力波动；遗传算法中图分类号：TH39；TG506文献标识码：AResearchofForceRippleCompensationforPermanent

3、MagnetSynchronousLinearMotorBasedonFrequencyandPhaseldentificati0nZHANGYan—long’．ZHAOFei，ZHANGChi，DUWen—hua(1．SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NorthUniversity，Taiyuan030051，China；2．InstituteofAdvancedManufacturingTechnology，NingboInstituteofIndustrialTechnologyCAS，NingboZhejiang315201，China)A

4、bstract：ThethrustfluctuationwhichaffectsthedynamicprecisionofthelinearmotorseriouslyiSinherentandinternaldisturbanceinpermanentmagnetsynchronouslinearmotor．Thefeedforwardcontroilerdesignedaccordingtotheresultsofthrustfluctuationcharacteristicidentificationisanimportantmeanstorealizetheforceripples

5、uppression．Thispaperfirstlyanalyzethecharacteristicsoftheforcerippleandbuildthemath—ematicmodelofthetrustfluxtuaionbasedonthepositionfrequencyandinitialphaseinformation．Modelpa—rametersareidentifiedthroughgeneticalgorithmmethod．ThefeedforwardcontrolleriSdesignedtoachievethesuppressionoftheforcerip

6、ple．SimulationandexperimentalresultsshowthattheforceripplemodeltiC—curatelydescribesthecharacteristicsofthetestedlinearmotor．Andthedesignedfeedforwardcontrollerbasedonmodelidentificationresultseffectivelyreducethevelocityfluctuation．Keywords：permanentmagnetsynchronouslinearmotor；feedforwardcompens

7、ation；forceripple；geneticalgorithm的主要素之一。引起推力波动的原因有齿槽效应、0引言端部效应、法向吸引力所引起的摩擦摄动以及驱动电永磁同步直线电机是进给系统实现高加速度高精流的非正弦和反电动势的非正弦所引起的纹波推力等度运动的关键基础部件。直线电机简化了进给系统的因素¨J。推力波动会使电机在运行时出现抖动、噪声传动链，消除了传动间隙，减少了摩擦，提高了运行速并且影响电机运行的平稳性，此为