设计了一种集磁悬浮技术和线性驱动技术为一体的精密磁悬浮进给机构.这种机构采用直线同步电动机对悬浮平台进给机构提供驱动力,实现了进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向,具有响应快速、刚度高以及定位精确的特点,能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要.文章还对磁悬浮力和直线电动机推力进行了分析计算.

为实现数控机床可控励磁直线磁悬浮同步电动机(CELSM)进给系统的无速度传感器控制,需要准确获取电机速度和磁极位置的信息。提出一种利用电机电枢绕组电压和电流来估计CELSM速度和位置的方法,即基于H∞的扩展卡尔曼滤波算法。选择αβ坐标系下的电流iα、iβ、动子速度v和动子电角度θe作为状态变量,建立HEKF观测器的状态方程,并进行离散化。在扩展卡尔曼滤波基础上引入H∞滤波,设计一个滤波上界函数来限制估计误差的上界并最小化该上界,有效地提高了观测器对噪声的鲁棒性。仿真表明:在动态阶段,HEKF算法比EKF算法对速度和位置的估计更接近于实际值;当速度突变时,HEKF算法比EKF算法的鲁棒性更强。