材料疲勞極限、疲勞壽命等性能指標(biāo)的測(cè)試對(duì)于產(chǎn)品可靠性、工程質(zhì)量與人身安全至關(guān)重要。隨著工業(yè)朝著現(xiàn)代化、集成化的方向發(fā)展,幾乎所有零部件都在承受著高周的交變載荷工作,因此對(duì)材料進(jìn)行準(zhǔn)確的交變載荷動(dòng)態(tài)加載實(shí)驗(yàn)是提升產(chǎn)品可靠性、保證安全的最有效的方法。市面中針對(duì)于進(jìn)行大載荷加載的疲勞試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟,但是對(duì)于微小交變載荷加載試驗(yàn)的疲勞試驗(yàn)機(jī)卻相當(dāng)匱乏,這也就是本課題要解決的主要問題。常規(guī)疲勞試驗(yàn)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置主要包括以下兩種形式:電磁式、電液式。電磁式疲勞試驗(yàn)機(jī)利用了電磁諧振原理,輸出推力較大,不適合微小載荷的加載試驗(yàn);電液式疲勞試驗(yàn)機(jī)依靠液壓缸的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)對(duì)試件施加載荷,易實(shí)現(xiàn)大載荷、低頻率的加載試驗(yàn),隨著頻率的提升,液壓缸的維護(hù)成本就越高。針對(duì)以上情況,本課題利用直線電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、效率高、控制精確等優(yōu)點(diǎn),提出了以直線電機(jī)作為作動(dòng)器動(dòng)力源的的方案。首先,本文對(duì)直線電機(jī)作動(dòng)器概念進(jìn)行解釋,直線作動(dòng)器的原理、組成以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析,提出以兩臺(tái)并聯(lián)直線電機(jī)作為直線作動(dòng)器的動(dòng)力源的新方法,配合支撐與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝置與輔助件等構(gòu)成了作動(dòng)器的整體。引用矢量控制,利用PID技術(shù)對(duì)iq進(jìn)行閉環(huán)控制... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

直線電機(jī)在各領(lǐng)域的應(yīng)用

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文4應(yīng)用也在廣泛的推進(jìn)中，臺(tái)灣HIWIN公司研制出了圖1.2所示的新型三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，它的三個(gè)軸都是以永磁同步直線電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的；杭州機(jī)床集團(tuán)公司在在CIMT2007機(jī)床展上展出了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)以直線電機(jī)為驅(qū)動(dòng)的平面磨床，型號(hào)為MUGK7120X5。圖1.2臺(tái)灣HIWIN公司直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x直線電機(jī)除了在機(jī)床方面的廣泛應(yīng)用外，華中科大和上海微電子裝備公司由氣浮軸承支撐的精密直線電機(jī)組成的超精密光刻機(jī)氣浮試驗(yàn)平臺(tái)；由建設(shè)部科技公司負(fù)責(zé)的項(xiàng)目，開發(fā)了超精密光刻機(jī)浮選測(cè)試平臺(tái)，由空氣軸承支撐的精密直線電機(jī)。1.3永磁同步直線電機(jī)的控制技術(shù)對(duì)永磁同步直線電機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用主要有以下兩個(gè)方面：（1）傳統(tǒng)控制技術(shù)：傳統(tǒng)控制中被應(yīng)用最廣泛地是PID控制，也是最成熟的控制方式。根據(jù)被控對(duì)象，對(duì)比例控制器、比例積分控制器、比例微分控制器相關(guān)參數(shù)的調(diào)整[30-36]，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的系統(tǒng)控制，響應(yīng)快，具有較強(qiáng)的魯棒性，使得系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性與穩(wěn)態(tài)性得到了十分顯著的改善，是伺服電機(jī)系統(tǒng)中最基

第一章緒論5礎(chǔ)的控制技術(shù)。PID控制技術(shù)在外界環(huán)境不復(fù)雜、穩(wěn)定、線性系統(tǒng)中的控制效果最好。（2）智能控制技術(shù)[37-41]：將成熟的PID、矢量控制等傳統(tǒng)控制技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、遺傳算法等理論結(jié)合，產(chǎn)生出了多種新型的控制技術(shù)，例如模糊控制、魯棒控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、自適應(yīng)控制、混沌控制等。智能控制技術(shù)一般適用于系統(tǒng)是不確定性的、非線性的且被要求執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)要求。隨著工業(yè)水平的極速發(fā)展，智能控制技術(shù)無論在研發(fā)、應(yīng)用取得巨大的成就，也正在向?qū)嵱没�、工程化的階段邁進(jìn)。在這個(gè)階段PID與優(yōu)化的PID控制仍在工業(yè)中占有著極大的比重，如圖1.3所示。圖1.3當(dāng)今控制方式的占比1.4研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)為了對(duì)非金屬材料進(jìn)行微小交變載荷的施加，設(shè)計(jì)了一臺(tái)電子式高頻疲勞裝置，施加載荷要求：頻率200Hz、最小施加載荷0.1N。針對(duì)載荷要求市場(chǎng)中幾乎沒有能滿足要求的設(shè)備，普通電磁式疲勞試驗(yàn)機(jī)利用了電磁諧振原理，輸出推力較大，不適合微小載荷的加載試驗(yàn)；電液式疲勞試驗(yàn)機(jī)依靠液壓缸的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)對(duì)試件施加載荷，易實(shí)現(xiàn)大載荷、低頻率的加載試驗(yàn)，隨著頻率的提升，液壓缸的維護(hù)成本就越高。為解決對(duì)非金屬材料進(jìn)行微小交變載荷的施

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