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)



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*

张彦龙1，赵飞2，张驰2，杜文华1

(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别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

0引言

永磁同步直线电机是进给系统实现高加速度高精度运动的关键基础部件。直线电机简化了进给系统的传动链，消除了传动间隙，减少了摩擦，提高了运行速度和加速度，扩展了控制带宽范围，促进了高速高精密加工的发展。然而，直驱电机并非完美无缺，直线电机端部磁场的畸变影响到行波磁场的完整性，使电机损耗增加，推力减小，而且存在较大的推力波动。……