基于dsp的电磁作动器控制系统研究（可复制论文）.pdf

基于牡绱抛鞫骺刂葡低研究昵胧易姥г菏谟韫ぱ妒垦宦畚培养单位:究指导教师:机械工程分院机械电子工程赵利颇潘存治副教授晔乏专研生:业:密级:公开二
摘要电磁作动器是目前应用比较广泛的一种作动器,它基于电磁作用原理,具有无接触摩擦、无润滑、功耗低、响应快、控制力大、适应频带宽、输出位移和输出力较大、可控性好的优点,被广泛地应用在振动主动控制、电磁悬浮、非接触高精度定位系统等领域。论文首先分析了电磁作动器的工作原理和磁路,推导出了电磁力的数学模型表达式,然后分别进行偷ハ虻绱抛鞫骱退虻绱抛鞫鞯纳杓萍扑恪接着论文设计了电磁作动器的特性试验装置,对电磁作动器的稳态特性和动态特性进行了试验,使用工具箱分析了试验数据。结果表明,电磁作动器的理论计算结果与试验结果有一定差距,在控制器设计时必须考虑这种理论模型的不确定性。其次,在分析单向电磁作动器非线性动态模型基础上,推导出了电磁作动器的两种线性模型:平衡点附近线性化模型和反馈线性化模型。研究了制策略和模糊控制策略,给出了仿真结果。论文采用了为控制系统的数字处理器,设计了主要硬件电路,并给出了软件流程图。最后,将电磁作动器作为主动力源应用于主动隔振系统,在状态反馈的控制策略下的仿真结果表明,基于双向电磁作动器的主动隔振系统比基于单向电磁作动器或被动隔振系统的隔振效果要好。关键词:电磁作动器,机电耦合模型,模糊控制,数字信号处理器,主动隔振
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期:呈掣/签名:交垡斗趣导师签名::盏燧一日签名:酝】避,日鲨之:杭独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得石家庄铁道学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人完全了解石家庄铁道学院有关保留、使用学位论文的规定,即:学院有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。期:段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第一章绪论研究背景与意义作动器又称作动机构、执行器。它是一种能提供作动力蛄的装置,是实施主动控制的关键部件。目前应用于控制领域的作动器,按其工作原理主要可分为两类,一类是基于材料的机敏性实现致动的作动器;另一类是基于结构的机理实现致动的作动器。常见的作动器有:胖律焖踝鞫鳌磁致伸缩作动器抢么胖律焖醪牧系拇胖律焖跣вぷ鞯摹4胖律焖跣应是指磁致伸缩材料在外加磁场的作用下,其尺寸、体积等发生改变。磁致伸缩作动器有很大的输出力和快速的动态响应,但它的位移很小:一般不超过作动器长度的ィ挥屑甘痩馐谴胖律焖踝鞫鞯闹饕A邮啤4胖律焖醪料一般很脆,很难加工,所以它的成本很高。磁致伸缩材料有纯镍、、、及龋S玫氖荰瓺,这是一种的合金,其应变是镍合金的倍,是压电陶瓷的倍,其弹性模量为~覰/,具有较好的抗冲击性,能提供较大的控制力,并且在低压电流产生的磁场中具有很好的线性度和对电场变化的响应能力。巫醇且浜辖鹱鞫鳌形状记忆合金作动器【利用形状记忆效应工作,表现为随着温度变化材料的金相产生转化,从而表现为宏观的位移。形状记忆金属的变形量与其形状和预变形有关,在允许的变形范围内,预变形越大,变形量就越大。形状记忆合金的优势就是形状任意、能产生较大的位移和力、且位移和力与温度相关。但因形状记忆合金受热传导的限制,温度是逐渐上升的,所以响应慢,且对瞬时电流要求高,能耗较高。压电作动器抢醚沟绮牧系哪嫜沟缧а梗ü┘油獠康绯。ǖ缒茏换成机械能的装置。压电作动器的突出优点是反应时间短,响应速度快,频响可达几千赫兹或更高,驱动效率高,结构简单,不涉及密封、泄漏等问题,控沟缱鞫鳌
电流变液体】虺艵傅氖窃诰档牧嘁禾褰橹手屑尤刖傅墓制精度高,可在微米级或更低,可以与压电传感器做成一体。但它输出位移小,通常为零点几毫米,要求的驱动电压较高,约已沟绮牧喜荒承受拉应力,只能输出推力。压电作动器分为两类:薄片虮∧型和叠层,厚汀1∧ば屯ǔA釉谒<だ慕峁股希ü蚋媒峁故┘油渚乩床励,叠层型对结构提供控制力来控制振动。缌鞅湟禾搴痛帕鞅湟禾濉体颗粒而形成的悬浊液。该液体在电场的作用下,会显示明显的固态特性,而当电场解除后液体又恢复到原来所具有的特性。电流变液体的流阻可随施加电场电压的改变而改变,因而能够实现连续、可逆的控制。再加上它对控制信号的高度可靠性及快速响应性,从而使电流变液体在工程领域中可以解决许多难磁流变液体与电流变液体相似,只不过将电场换成了磁场。与电流变液体相比,磁流变的稳定性好,使用温度范围更广,对流体中的水和杂物不敏感。电磁作动器抢玫