高精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制中重要的執(zhí)行單元，主要應(yīng)用于工業(yè)中流體的流量控制。隨著過(guò)程工業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行精度要求也越來(lái)越高，市場(chǎng)需求量也越來(lái)越大。為了滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要，同時(shí)也為了打破國(guó)外在這方面的壟斷地位，研制擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)勢(shì)在必行。為了加快響應(yīng)速度、提高控制精度，本文通過(guò)研究電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性及控制策略，設(shè)計(jì)一種高精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過(guò)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模分析，并利用MATL

2、AB進(jìn)行仿真，來(lái)對(duì)所建數(shù)學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性和控制性能分析研究，最后對(duì)所建數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證并對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)試。本文的主要工作如下:
　　(1)高精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及主要零部件的選型。通過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)外和國(guó)內(nèi)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品，在其基礎(chǔ)上根據(jù)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理設(shè)計(jì)一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)具體工況要求，對(duì)執(zhí)行電機(jī)等主要儀器部件進(jìn)行選型及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有手動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠在電源故障時(shí)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。此外該執(zhí)行機(jī)構(gòu)還設(shè)計(jì)有角行

3、程限位開(kāi)關(guān)以及故障報(bào)警等安全保護(hù)機(jī)構(gòu)，以確保生產(chǎn)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
　　(2)高精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)。根據(jù)高精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能要求，以單片機(jī)為核心對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，功能包括液晶顯示、數(shù)據(jù)采集、危險(xiǎn)報(bào)警等?？刂破鞣譃橛布O(shè)計(jì)和軟件編程。硬件設(shè)計(jì)包括對(duì)控制器各部分電路圖的設(shè)計(jì)，這些電路圖均在AltiumDesigner軟件中完成繪制，軟件部分實(shí)現(xiàn)是指對(duì)主程序及子程序的編程。
　　(3)高精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立和

4、性能分析。根據(jù)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理，建立電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，包括電機(jī)模型、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，通過(guò)分析各個(gè)模型的關(guān)系，推導(dǎo)出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。利用MATLAB仿真繪制Bode圖來(lái)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　(4)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械間隙誤差補(bǔ)償?shù)难芯?。針?duì)機(jī)械間隙誤差產(chǎn)生的原因，設(shè)計(jì)了一種反向機(jī)械間隙軟件補(bǔ)償算法。機(jī)械間隙軟件補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)，提高了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行精度。
　　(5)高精度電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)試。通過(guò)選擇調(diào)試所需要的設(shè)備，