新型动磁式直线振荡执行器的动子位移自传感.pdf

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1、第27卷第6期传感技术学报Vo1．27No．62014年6月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJune2014Self-SensingTechniqueofMoverDisplacementforaNovelMoving-MagnetTypeLinearOscillatoryActuatorLEIMeizhen，DAIWenzhan，XIAYongming(InstituteofAutomation，ZhefiangSci—TechUniversity，Hangzhou310018，China)Abst

2、ract：Basedonthemathematicalmodelofelectromechanicalsystemforanovelmoving—magnettypeLinearoscillatoryactuatorwithoutinnerstator，theself-sensingalgorithmofmoverdisplacementforthelinearoscillatoryactuatorisestablished，whichisachievedbythefull-dimensionalstateobserver．Moverdi

3、splacementisestimatedthroughinputvoltageandoutputcurrentsignalprocessingandcalculating．Thesimulationandexperimentalresultsshowthattheself-sensingalgorithmcanachievethemoverdisplacementofdifferentelectricaldrivingfrequencyunderVVVFcontrolmode．Themaximumabsoluteerrorofestim

4、atedstrokeis0．32mm，andthemaximumrelativeerroris2．6％．Thismethodissuitabletothevariablestrokecontrolofdirectlydrivencompressorsandpumps．Keywords：linearoscillatoryactuator(LOA)；moving—magnettype；moverdisplacement；stateobserver；self-sensingtechniqueEEACC：7230doi：10．3969／j．iss

5、n．1004-1699．2014．06．006新型动磁式直线振荡执行器的动子位移自传感水雷美珍，戴文战，夏永明(浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州310018)摘要：针对一种新型无内定子动磁式直线振荡执行器，在建立其机电系统数学模型的基础上，提出一种基于全维状态观测器的动子位移自传感算法。通过对执行器输入电压和输出电流信号的处理和计算来估算动子位移。仿真和实验结果均表明：在变压变频控制方式下，该算法能实现不同电气驱动频率下的动子位移自传感；采用该算法进行行程估算的绝对误差最大值为0．32mm，相对误差最大值为2．6％。此算法可以满足直线

6、压缩机和直线泵类负载的变行程控制要求。关键词：直线振荡执行器；动磁式；动子位移；状态观测器；自传感中图分类号：TM35文献标识码：A文章编号：1004-1699(2014)06—0736-07直线振荡执行器是一种无需曲柄连杆等中间转行控制的关键在于自动调节直线振荡执行器的换机构就可以实现高频往复直线运动的电磁装置。行程。直线振荡执行器的应用为传统往复直线运动提供了直线振荡执行器是一个典型的非线性和多场耦一种全新的直驱方式，具有摩擦损耗小、结构简单紧合的振动系统。动子行程与定子输人电压或电流、凑、噪声低、响应速度快和系统效率高等优点1-5]

7、。频率及其负载都有关系。直线振荡执行器无机械限无内定子动磁式结构是一种新颖的直线振荡执行器位，因而，实际应用时直线振荡执行器必须通过检测结构，包含两个“c”型外内定子，无需内定子，振动动子位移信号进行精确行程闭环控制。体为永磁体，具有结构紧凑、加工方便、推力密度高动子位移的检测一般需要安装物理直线位移和电磁推力可控性好等优点，适用于直线压缩机等传感器。位移传感器的安装增加了直线振荡执行高频往复直线运动场合。调节活塞的行程和余隙可器系统结构的复杂性，相应的体积和成本也会提以调节压缩机的排气量，因而，对直线振荡执行器进高。而且，位移传感器对工

8、作环境要求较高，振动项目来源：国家自然科学基金项目(51107119)；浙江省科技厅项目(2014C33109)收稿日期：2014—02—27修改日期：2014—05—12第6期雷美珍，戴文战