洛伦兹平面电机控制系统设计与实现

发布时间：2022-12-08 19:10

　　传统三自由度平台大都采用多个直线运动单元叠加的方式来实现,其结构复杂,惯量大,难于实现精密运动,而洛伦兹平面电机因为其惯量小,中间环节少,结构紧凑等优点在高速高精运动领域受到广泛关注。通过对洛伦兹平面电机国内外研究概况的总结,确定了本文的设计方案和控制关键技术,并进行了控制系统的实现。采用三个洛伦兹线圈同水平面并排布置的结构方式实现平面三自由度运动,为了实现高精度三自由度运动,提出了一种平面电机高精度运动控制模型,该模型在三自由度每个轴上采用PID反馈控制和加速度前馈控制方法,保证平面电机定位精度的同时提高其跟随精度;提出了控制硬件模块化设计方案。建立了平面电机动力学解耦模型以解除各轴之间的耦合,避免各轴力之间的相互串扰从而实现无导轨平面运动;建立了位移测量模型以通过平面上不共线三点的位移测量到平面电机形心位移;提出了对控制关键参数如电机力常数、力解耦矩阵的校准方法以提高控制的精确性,降低加工制造安装误差而导致的平面电机各轴力之间的串扰;研究了运动插补算法和轨迹规划算法以保证电机运行过程的精确性、平稳性和柔性,减少冲击。设计了一款高响应速度、高精度和高带宽的电机驱动器,该驱动器采用PI... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

H型功率变换器基本结构图

不对称级联H桥功率变换器拓扑图

直流驱动电路原理框图

【参考文献】：
期刊论文
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[4]随机路面激励下车辆垂向振动微分几何解耦控制[J]. 邓涛,谭海鑫,李志飞,余浩源.  噪声与振动控制. 2017(06)
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博士论文
[1]超精密定位音圈电机驱动控制系统研究[D]. 陈启明.哈尔滨工业大学 2016
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硕士论文
[1]连续微线段高速加工数控系统路径与速度前瞻规划算法研究[D]. 朱长峰.浙江大学 2018
[2]T型直线压电驱动器及其驱动控制系统研究[D]. 邵思佳.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于PXI总线的信号调理电路设计[D]. 孙吉.中北大学 2016
[4]超精密运动平台模型辨识研究[D]. 王斌.哈尔滨工业大学 2014
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本文编号：3713963