高端装备制造中精密直线电机电磁力分析及控制技术

强烈向大家推荐直线电机系列丛书之二：《高端装备制造中精密直线电机电磁力分析及控制技术》。基于该理论研发的精密直线电机系统已经在国产高档数控机床和光刻机中得到广泛应用，该技术结决了高端装备制造中的卡脖子问题之一，为实现高档数控机床、极大规模集成电路和重大科学仪器等高端装备的微纳米级运动奠定了基础理论。 本书可供高等院校电机、电气传动专业的教师和研究生使用，也可供从事高端装备制造业研究和从业人员参考。 直线电机系列丛书已经出版两本：《轨道交通直线感应电机与控制》， 吕刚著；《高端装备制造中精密直线电机电磁力分析及控制技术》，王明义等著。 待出版的有：《直线感应电机及系统》，徐伟著；《初级励磁型永磁直线电机：原理、设计与控制》，曹瑞武著；《永磁直线电机理论与应用》，卢琴芬编著；《轨道交通直线同步电机与控制》，吕刚著。 敬请大家关注和期待！

   在以多轴高档数控机床、极大规模集成电路和重大科学仪器为代表的高端精密制造装备中，永磁同步直线电机作为直驱式传动系统，能够实现微纳米级的运动精度。但高速、高精度等多极限性能指标成为其技术瓶颈，其中提高输出推力品质一直是该研究方向的重点难点。本书依托国家自然基金重点项目（51537002）和面上项目（52077041）、中央引导地方科技发展资金项目（YDZX20203100004943）等，总结了高端装备制造中精密直线电机电磁力分析和控制技术。全书从研究永磁同步直线电机电磁推力的产生机制出发，分析了永磁同步直线电机的磁场、端部效应、电磁力形成机制，阐述了永磁同步直线电机电流调控方法和推力波动抑制技术，实现了技术上的飞跃。
本书可供高等院校电机、电气传动专业的教师和研究生使用，也可供从事高端装备制造业研究和从业人员参考。

王明义，哈尔滨工业大学副教授、博士生导师。担任中国电工技术学会直线电机专委会委员，国际期刊Symmetry特约编辑、专题咨询组成员，国际会议ICEMS、LDIA、ISCER等组委会成员。英国诺丁汉大学访问学者。 主持国家自然科学基金青年和面上项目、国家重点研发计划子课题、上海市科委“揭榜挂帅”项目等10余项。共发表高端装备用精密直线电机系统领域高水平论文50余篇，其中SCI论文20余篇、EI论文30余篇；授权国家发明专利10余件，研发的精密直线电机系统在国产高档数控机床、光刻机中应用。

前言
第1章绪论
1.1永磁同步直线电机特点
1.1.1永磁同步直线电机的类型
1.1.2初级无/有铁心永磁同步直线电机
1.2永磁同步直线电机研究现状
1.2.1国外研究现状
1.2.2国内研究现状
参考文献
第2章永磁同步直线电机磁场分析
2.1电磁力研究概述
2.2电机拓扑结构
2.3永磁体励磁磁场与电枢反应磁场分析
2.3.1无铁心PMSLM永磁体励磁磁场
2.3.2无槽PMSLM永磁体励磁磁场
2.3.3无铁心PMSLM电枢反应磁场
2.3.4无槽PMSLM电枢反应磁场
2.4齿槽效应与斜极效应的磁场分析
2.4.1齿槽效应
2.4.2斜极效应
2.5空载反电动势的解析
参考文献
第3章永磁同步直线电机端部效应分析
3.1端部效应研究概述
3.2纵向端部效应
3.2.1纵向端部效应静态分析
3.2.2纵向端部效应动态分析
3.3横向端部效应与外悬效应
3.3.1考虑外悬效应的横向端部效应分析
3.3.2三维磁场解析
参考文献
第4章永磁同步直线电机电磁力分析
4.1直线电机电磁力研究概述
4.2寄生力产生机理分析
4.2.1无铁心PMSLM寄生力产生机理
4.2.2有铁心PMSLM寄生力产生机理
4.3无铁心PMSLM三维电磁力分析
4.3.1无铁心PMSLM三维电磁力解析
4.3.2无铁心PMSLM电磁推力与横向力变化规律
4.4有铁心PMSLM三维电磁力分析
4.4.1有铁心PMSLM三维电磁力解析
4.4.2斜极有铁心PMSLM横向力波动规律
参考文献
第5章永磁同步直线电机电流调控方法
5.1电流控制技术研究概述
5.1.1滞环控制
5.1.2PI控制
5.1.3预测控制
5.2永磁同步直线电机的离散化模型及矢量控制
5.2.1离散化数学模型
5.2.2电压空间矢量控制
5.3预测电流控制的时延问题分析与研究
5.3.1时延问题对预测电流控制的影响
5.3.2时延补偿方法
5.3.3参考电压矢量
5.3.4时延角度补偿
5.4预测电流控制的参数变化问题分析
5.4.1参数变化对预测电流控制的影响
5.4.2扰动观测器的设计
5.4.3仿真分析
参考文献
第6章永磁同步直线电机推力波动抑制技术
6.1推力波动抑制技术研究概述
6.1.1结构优化方法
6.1.2控制补偿方法
6.2动力学模型及推力波动测量
6.2.1永磁同步直线电机动力学模型
6.2.2推力波动分析
6.2.3推力波动采集与辨识
6.3基于龙伯格观测器的推力波动补偿方法
6.3.1运动系统状态空间表达式建立
6.3.2龙伯格观测器设计
6.3.3仿真分析
6.4基于卡尔曼滤波器的推力波动补偿方法
6.4.1卡尔曼滤波器算法
6.4.2参数设计及稳定性分析
6.4.3仿真分析
参考文献