大量程触针式仪器测力控制系统研究

发布时间：2017-08-02 00:05

  本文关键词：大量程触针式仪器测力控制系统研究

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【摘要】：大量程、高精度触针扫描轮廓仪是曲面表面形貌综合测量的基础,面临广泛需求。然而,杠杆触针扫描轮廓仪的测量力随着量程增加而增大,影响其功能和使用特性。本文研究大量程触针式轮廓仪器测力控制系统,以解决大量程测量时测力大范围变化的问题,具有实用意义。主要内容和工作如下:(1)分析了杠杆触针式轮廓仪传感器扫描测量时的受力情况,推导了测力与测头转角等参数的复杂关系,建立了测力与杠杆转角关系的简化模型。(2)研究了基于音圈电机的测力控制方法,设计了由音圈电机实施触针式表面轮廓仪测量头测力控制的系统方案及架构。研究了音圈电机的控制策略,设计了驱动电路。(3)分析了测力控制系统的控制误差,并建立了误差模型,通过数学推导,对误差模型进行补偿。(4)通过实验,测试了测力控制系统的控制效果。通过对典型表面进行实验,测试了测力控制的稳定性与准确性,验证了测力控制系统在大量程触针式仪器中应用的可行性。
【关键词】：大量程测量 测力控制 音圈电机 驱动电路 误差补偿
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH87;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题来源8
• 1.2 目的和意义8-9
• 1.3 触针式仪器测力控制国内外研究概况9-11
• 1.4 本文主要研究内容11-13
• 2 测力控制系统的设计13-20
• 2.1 触针式轮廓仪的测量头结构及受力分析13-17
• 2.2 测力控制系统的方案确定17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 3 测力控制系统的结构设计20-33
• 3.1 音圈电机综述20-23
• 3.2 测力控制系统中音圈电机的设计23-29
• 3.3 弹簧的选型29-30
• 3.4 测力控制系统的结构改进30-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 测力控制系统的驱动设计33-41
• 4.1 音圈电机驱动方案33
• 4.2 音圈电机驱动电路的设计33-40
• 4.3 本章小结40-41
• 5 测力控制的误差分析与补偿41-44
• 5.1 测力控制系统的误差分析41-42
• 5.2 测力控制系统的误差补偿方法42-43
• 5.3 本章小结43-44
• 6 实验测试44-49
• 6.1 测力控制特性测试44-46
• 6.2 测力控制实验46-49
• 7 全文总结与展望49-50
• 7.1 全文总结49
• 7.2 工作展望49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-54
• 附表 I 实验数据54-56
• 附表 II 攻读硕士期间发表的论文56

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本文编号：606760