收稿日期

: 2004 - 04 - 01

基金项目

辽宁省自然科学基金资助项目

(20022037)

作者简介

刘莉莉

(1976 - ) ,

女

江苏扬州人

硕士生

电气工程

文章编号

: 1000 - 1646 (2005) 03 - 0261 - 05

永磁直线同步电机端部效应及其补偿技术

刘莉莉 , 夏加宽 , 姜　平

(

沈阳工业大学电气工程学院

沈阳

110023)

摘　要

针对高精度数控机床用的交流永磁直线同步电机

( PML SM)

伺服系统

分析研究了

PML SM

的端部效应对直线伺服系统跟踪性能的影响

并在此基础上引入学习前馈控制

(L FFC)

补

偿技术

学习前馈控制是一种反馈误差学习的控制形式

其包含反馈控制器和采用函数逼近器的

前馈控制器两部分

在系统和扰动定性知识的基础上

设计了基于

样条网络的学习前馈补偿控

制

仿真结果表明

该方案有效地克服了永磁直线同步电机特有的端部效应所产生的推力波动对

系统的影响

实时补偿端部效应引起的非线性时变扰动

提高了系统的伺服精度

关　键　词

永磁直线同步电机

;

端部效应

;

学习前馈控制

; B

样条网络

;

神经网络

;

基函数

;

梯

度下降

中图分类号

: TM 341

　　　文献标识码

: A

Study on the end

effect and compensation technique of

permanent magnetic l inear synchronous motor

L IU Li

2li , XIA Jia2kuan , J IAN G Ping

( School of Electrical Engineering , Shenyang University of Technology , Shenyang 110023 , China)

Abstract : Learning Feed

2Forward Control (L FFC) was introduced to eliminate the influence of end2effect

on t he performance of high p recision linear servo system on t he basis of analyzing t he influence of end

2effect

of permanent magnet linear synchronous motors ( PML SM ) . Learning feed

2forward control is a form

ofeedback

2 Error2Learning control , i. e. the control system consists of a feedback controller , and a

feed

2forward part which is implemented as a function approximator. In this paper , the design and

realization of learning feed

2forward controller were presented by means of qualitative knowledge of the

p rocess and t he dist urbances. Simulation result s indicate t hat t he p roposed cont rol st rategy can solve t he

t hrust ripple p roblem of PML SM caused by end

2effect , and make the linear servo system have strong

robust ness.

Key words : permanent magnetic l inear synchronous motor ; end

2effect; learning feed2forward control ;

2spline network; neural network; basis function ; gradient descent

　　永磁同步直线电机 ( PML SM) 具有较高的能

量密度、

可靠性和效率 ,近年来在高档数控机床进

给驱动中得到了广泛的应用 ,成为新一代数控机
床直线进给的主流

[ 1 ]

. 但是由于永磁同步直线电

机结构上的固有特点以及直线伺服系统的直接驱
动方式 ,使得负载扰动尤其是直线电机所特有的

端部效应引起的推力扰动直接影响系统的性能和
机床的加工精度. 所以快速而有效的补偿技术研
究显得越来越重要.

直线电机端部效应的补偿方法可分为电机优

化设计和电气补偿控制方法两类. 电机优化设计
方法只能减小端部效应的影响 ,而不能消除. 文献

第 27 卷第 3 期

2 0 0 5 年 6 月

沈　阳　工　业　大　学　学　报

Journal of Shenyang U niversity of Technology

Vol

127 No13

J un. 2 0 0 5