音圈電機(jī)位置伺服控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、音圈電機(jī)是基于洛倫茲力原理設(shè)計(jì)而成的一種直流直線電機(jī)，它具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能和控制特性。由于其無(wú)需傳動(dòng)機(jī)構(gòu)即可獲得直線運(yùn)動(dòng)，因此消除了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶來(lái)的機(jī)械磨損，在位置伺服控制的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)精密的位置伺服，尤其在短行程高頻往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的精密加工場(chǎng)合中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文主要針對(duì)音圈電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)音圈電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。整理并分析了音圈電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，并建立了控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了仿真分析，

2、搭建實(shí)際系統(tǒng)，最終進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究。
　　首先，本文介紹了音圈電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，在此基礎(chǔ)上建立了音圈電機(jī)的數(shù)學(xué)模型并給出了傳遞函數(shù)關(guān)系式，對(duì)其動(dòng)態(tài)特性和最佳控制參數(shù)進(jìn)行了分析。
　　其次，在音圈電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對(duì)音圈電機(jī)的控制策略進(jìn)行了研究，并建立了音圈電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的仿真模型。根據(jù)伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)，建立了位置和電流的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中，電流環(huán)通過(guò)硬件電路加以實(shí)現(xiàn)，從而保證系統(tǒng)電流的快速跟隨特性；而位置環(huán)由D

3、SP2808來(lái)完成，位置反饋則是由光柵尺來(lái)實(shí)現(xiàn)。位置環(huán)采用位置前饋控制和位置反饋PID反饋控制，目的是用以補(bǔ)償系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)滯后，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
　　根據(jù)上述工作的基礎(chǔ)上，對(duì)音圈電機(jī)位置伺服控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)和硬件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作包括：功率驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、DSP及其外圍電路設(shè)計(jì)，電平匹配電路設(shè)計(jì)以及接口電路設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)包括：主程序設(shè)計(jì)、中斷程序設(shè)計(jì)以及控制算法程序和濾波程序的編寫(xiě)等。
　　最終，根據(jù)所建立的