微型數(shù)字伺服閥電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的研究.pdf

1、本論文的主要工作是將正交正弦波細(xì)分驅(qū)動和連續(xù)跟蹤控制算法相結(jié)合，著眼于提高系統(tǒng)的頻響特性，設(shè)計(jì)適合微小數(shù)字伺服閥的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的研究。
　　 微小流體控制系統(tǒng)由于其輸出功率體積比大、重量輕、頻率響應(yīng)和精度高等特點(diǎn)，應(yīng)用場合越來越多。電液伺服控制系統(tǒng)的性能好壞，一方面取決于伺服閥結(jié)構(gòu)的本身，更重要的是取決于它的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器性能的好壞。本文根據(jù)目前電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的種類和特點(diǎn)，首次把步進(jìn)電機(jī)正弦波細(xì)分驅(qū)動和連續(xù)跟蹤控制算法相結(jié)合，

2、設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，運(yùn)用到微型電液伺服控制系統(tǒng)中。實(shí)驗(yàn)證明，該方法有效的提高了系統(tǒng)的頻響能力。本論文的主要工作如下：
　　 第一章綜合國內(nèi)外的有關(guān)文獻(xiàn)，本章首先介紹了閥用電-機(jī)械轉(zhuǎn)換元件，包括傳統(tǒng)式和新型的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換元件。接著介紹了目前微小數(shù)字閥的控制方法。在此基礎(chǔ)之上，提出了課題的選題意義及創(chuàng)新點(diǎn)與主要研究內(nèi)容，并簡要介紹了產(chǎn)品的應(yīng)用前景。主要研究內(nèi)容為：閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、正弦波驅(qū)動與連續(xù)跟蹤控制算法、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的設(shè)計(jì)與實(shí)

3、現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。
　　 第二章為測試驅(qū)動器的性能，設(shè)計(jì)了直動式數(shù)字電液微小伺服閥。在簡化為理想零開口滑閥的前提下，計(jì)算了閥的各項(xiàng)系數(shù)。分析了閥芯的位置、移動速度和角度的關(guān)系，并對該關(guān)系的非線性進(jìn)行了分析。另外，計(jì)算了運(yùn)動部件的轉(zhuǎn)動慣量和液動力。計(jì)算表明，由閥和電機(jī)組成的系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)動慣量95.2％集中在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上；而由液動力產(chǎn)生的折算到電機(jī)軸上的力矩只占電機(jī)輸出力矩的0.32％。這說明，所設(shè)計(jì)的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換接口系統(tǒng)是否工作在帶

4、載荷狀態(tài)，對系統(tǒng)的頻響特性的影響可以忽略。這為后面實(shí)驗(yàn)里直接用閥心的運(yùn)行狀態(tài)，而不是閥的流量輸出，作為評價(jià)系統(tǒng)頻響特性的好壞提供了理論依據(jù)。
　　 第三章介紹了步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)、分類、工作原理及其控制方法。著重介紹了步進(jìn)電機(jī)的正弦波細(xì)分驅(qū)動和連續(xù)跟蹤控制算法，建立了連續(xù)跟蹤算法下步進(jìn)電機(jī)的模型。仿真結(jié)果表明，連續(xù)跟蹤算法有效的提高了閥芯的頻響能力。
　　 第四章主要介紹了基于正弦波細(xì)分驅(qū)動和連續(xù)跟蹤控制算法的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器