机床与液压

作者：张杰，张军，龙江

单位：广州数控设备有限公司；广州数控设备有限公司；吉林大学通信工程学院

关键词：永磁同步电机;转矩脉动抑制;齿槽转矩补偿;粒子群优化

基金：国家重点研发计划（2022YFB4702100）

永磁同步电机在稳态运行时，齿槽转矩会引起同频率的转速脉动。由于常规速度环控制器无法在该频率点处达到无穷增益，因此难以实现对转速脉动的完全抑制。这一问题在高精密机床的低速加工中尤为突出，刀头会在零件表面产生相应频率的加工波纹，严重制约设备的加工性能。针对该问题，提出一种基于粒子群PSO智能寻优的齿槽转矩脉动在线自动补偿算法。该算法将齿槽转矩视为理想的周期性扰动转矩，对于周期性扰动转矩的特征参数幅值和相位，以齿槽频次下转速脉动幅值最小为最优目标，结合粒子群智能搜索算法实现特征参数的自适应寻优。利用优化后的特征参数构建周期性齿槽转矩谐波发生器，并将其作为前馈量输入转矩环路，从而实现齿槽转矩脉动抑制。最后，基于搭建的实验平台，对特定转速条件下齿槽转矩谐波特征参数的自动寻优过程、齿槽转矩脉动补偿算法的控制效果以及不同转速工况下补偿性能的适应性进行系统验证。结果表明:在实际伺服运行条件下，所提方法对齿槽转矩引起的转速脉动幅值的抑制基本在50%以上，显著提升系统运行平稳性，验证了该算法良好的工程应用价值。

来源：2026年第6期

《机床与液压》期刊编辑部

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