本文關(guān)鍵詞：激光切割機(jī)焦點(diǎn)控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：在激光切割過(guò)程中輔助氣體噴射焦點(diǎn)始終位于激光照射材料焦點(diǎn)的后方，能夠有效地提高激光切割的質(zhì)量和速度。在切割過(guò)程中，基于要實(shí)時(shí)控制噴氣焦點(diǎn)和激光焦點(diǎn)的位置，本文研究了一種電磁驅(qū)動(dòng)永磁復(fù)位式激光切割焦點(diǎn)控制系統(tǒng)。 在分析環(huán)形永磁體和柱形永磁體及氣隙磁導(dǎo)的基礎(chǔ)上，提出了一種徑向3自由度等剛度磁彈簧工作臺(tái)。根據(jù)磁彈簧的結(jié)構(gòu)，結(jié)合環(huán)形永磁體和柱形永磁體的工作特性，用虛位移法建立了3自由度等剛度磁彈簧徑向磁力解析數(shù)學(xué)模型。 電磁鐵雖然是一種非線(xiàn)性的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但是通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并采用差動(dòng)式控制方式，可使其在工作點(diǎn)附近具有良好的線(xiàn)性。本文設(shè)計(jì)一種新型的激光切割機(jī)用微動(dòng)平臺(tái)，采用三組差動(dòng)控制電磁鐵實(shí)現(xiàn)X方向、Y方向平動(dòng)和C向轉(zhuǎn)動(dòng)的控制，平面3自由度磁彈簧提供3個(gè)方向的阻力。 分別對(duì)激光切割機(jī)微動(dòng)平臺(tái)的差動(dòng)電磁鐵和永磁彈簧進(jìn)行了理論計(jì)算、有限元分析和實(shí)驗(yàn)研究，明確了永磁體參數(shù)、電磁線(xiàn)圈參數(shù)對(duì)力學(xué)特性的影響，確定了微動(dòng)平臺(tái)在水平方向與豎直方向的氣隙間距。 根據(jù)永磁彈簧徑向磁力解析數(shù)學(xué)模型、差動(dòng)電磁鐵驅(qū)動(dòng)力的數(shù)學(xué)模型和拉格朗日原理，，建立了激光切割微動(dòng)平臺(tái)控制系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。MATLAB/Simulink和ControlDesk進(jìn)行無(wú)縫連接輸出電壓信號(hào)控制，并進(jìn)行了響應(yīng)特性、位置控制特性和轉(zhuǎn)角控制特性實(shí)驗(yàn)研究。
【關(guān)鍵詞】：焦點(diǎn)控制 激光切割 徑向永磁彈簧 3自由度 位置控制特性
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG485
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 激光加工技術(shù)和發(fā)展動(dòng)態(tài)9-11
• 1.1.1 激光加工技術(shù)的研究背景9-10
• 1.1.2 激光加工技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀10-11
• 1.2 永磁技術(shù)和電磁技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)11-14
• 1.2.1 永磁技術(shù)和電磁技術(shù)的研究背景11-13
• 1.2.2 永磁技術(shù)和電磁技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題的提出及研究意義14-16
• 1.3.1 課題的提出14-15
• 1.3.2 研究意義15-16
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 3 自由度等剛度永磁平臺(tái)的力學(xué)特性與磁場(chǎng)特性分析17-32
• 2.1 單組永磁體數(shù)學(xué)模型的建立17-21
• 2.1.1 磁導(dǎo)計(jì)算17-19
• 2.1.2 磁環(huán)與磁柱間的磁通19-20
• 2.1.3 徑向磁力數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.1.4 徑向磁力與徑向和軸向位移的計(jì)算分析21
• 2.2 有限元仿真與理論計(jì)算對(duì)比21-23
• 2.3 磁感應(yīng)強(qiáng)度分析23-24
• 2.4 徑向磁力與永磁體參數(shù)的關(guān)系24-27
• 2.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證27-29
• 2.6 平臺(tái)結(jié)構(gòu)及工作原理29-31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 第3章 驅(qū)動(dòng)用電磁鐵的磁力分析32-38
• 3.1 電磁鐵的電磁力數(shù)學(xué)模型的建立及分析32-37
• 3.1.1 電磁鐵的電磁力數(shù)學(xué)模型的建立32-35
• 3.1.2 電磁鐵對(duì)坡莫合金吸力的計(jì)算、有限元和實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)比35-37
• 3.2 本章小結(jié)37-38
• 第4章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建與結(jié)構(gòu)分析38-42
• 4.1 微動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與硬件設(shè)備38-40
• 4.2 微動(dòng)平臺(tái)硬件系統(tǒng)的連接40-41
• 4.3 本章小結(jié)41-42
• 第5章 焦點(diǎn)控制系統(tǒng)的性能分析42-61
• 5.1 焦點(diǎn)控制系統(tǒng)微動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)方程的建立42-47
• 5.1.1 差動(dòng)式電磁鐵組驅(qū)動(dòng)力的數(shù)學(xué)模型的建立43-44
• 5.1.2 水平方向永磁彈簧回復(fù)力的數(shù)學(xué)模型的建立44-45
• 5.1.3 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立45-47
• 5.2 控制系統(tǒng)的可控性及可觀(guān)測(cè)性分析47-48
• 5.3 控制系統(tǒng)的建立與差動(dòng)特性仿真48-53
• 5.4 控制系統(tǒng)的建立53-60
• 5.4.1 電渦流位移傳感器的校正53-55
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 第6章 結(jié)論61-63
• 6.1 結(jié)論61
• 6.2 工作展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 在學(xué)研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄭祺峰;發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光加工技術(shù)及自動(dòng)化設(shè)備研究[D];吉林大學(xué);2010年

本文編號(hào)：1093809