【摘要】： 激光共聚焦生物芯片掃描儀是一種光、機、電一體化的高精密生物芯片檢測儀器。隨著生物芯片點樣技術(shù)的不斷進步,生物芯片上的點陣越來越密集,掃描分辨力的要求也越來越高,掃描工作臺作為提高掃描分辨力的核心部件,其定位精度也逐漸提高。本文針對激光共聚焦生物芯片掃描儀的掃描工作臺,對其交流伺服系統(tǒng)進行研究。 (1)根據(jù)掃描工作臺所要達到的性能指標和運動方式確定工作臺的機械結(jié)構(gòu),并對工作臺各組件進行設(shè)計選型。 (2)對工作臺的傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量進行計算,對交流伺服電機選型。分析和比較了電機在工作模式下的速度曲線,即梯型、S型和指數(shù)型加、減速的速度曲線,對電機在S型加、減速工作模式下的加、速時間進行計算。 (3)在分析和比較了PID控制、積分分離型PID控制、二自由度PID控制、Smith預估控制、內(nèi)模控制等控制策略,并考慮設(shè)計掃描工作臺控制系統(tǒng)的復雜性和可實現(xiàn)性,采用全閉環(huán)的三環(huán)控制方案,即電流環(huán)的PI控制、速度環(huán)的內(nèi)模控制、位置環(huán)PI控制的控制方案,建立各控制環(huán)的數(shù)學模型,并進行仿真。重點研究了速度環(huán)內(nèi)模控制的特性和實現(xiàn)問題。 (4)對各環(huán)控制系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析。 (5)對掃描工作臺的誤差進行分析。
【圖文】：

圖2.2掃描工作臺總體方案示意圖2.2.1參數(shù)指標根據(jù)儀器的整體設(shè)計要求，最后確定設(shè)計掃描工作臺的主要性能指標如下:工作臺行程:X軸100mm，Y軸50mm’工作臺位置精度:X軸定位精度夕O林m;Y軸定位精度三20林m:工作臺最大移動速度:X軸 0.sm/s;Y軸 1.sm/s;2.2.2工作臺掃描軌跡的確定X月卜一一一一一一知卜▲|甲障日 lllll一華 華 lllllll lll門門___圖2.3工作臺運動軌跡由于掃描儀的工作目的就是對生物芯片進行平面逐點掃描，所以承載生物芯片的工作臺就是做X、Y方向的平面直線運動。運動方式如圖2.3所示。對生物

芯片的掃描包括X方向的往復掃描和Y方向的步進運動。正式掃描前將芯片移至零位，X方向掃描完一線，Y方向步進一步，然后保持Y方向位置不動，返回X方向零位，再次掃描一線，以次類推，掃完整張芯片，見圖2.4運動流程圖。圖2.4掃描工作臺X、丫方向運動執(zhí)行流程圖2.3掃描工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.3.1工作臺的機械結(jié)構(gòu)由掃描工作臺運動過程可知，X軸和Y軸是兩個獨立的運動。即X軸運動時，Y軸靜止不動;一Y軸運動時，X軸靜止不動。所以，掃描工作合可以看成是兩個單軸工作臺的疊加，不存在聯(lián)動關(guān)系。根據(jù)掃描工作臺的性能指標及運動方式，確定了工作臺的組成元件，其機械結(jié)構(gòu)布局見圖2.5。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP334.2;TN405

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;上海鮑麥克斯電子科技有限公司[J];機械設(shè)計與研究;2011年04期

2 周凱;;運動控制實現(xiàn)跨越發(fā)展的技術(shù)途徑(下)[J];電氣時代;2011年09期

3 惠增宏;柳雯;;基于伺服電機的飛行器模型姿態(tài)角控制系統(tǒng)[J];測控技術(shù);2011年07期

4 張濤;;交流永磁同步電機轉(zhuǎn)子位置的檢測[J];電腦開發(fā)與應用;2011年09期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前10條

1 潘紅華;由大德;張圣云;汪德虎;;交流伺服系統(tǒng)的預測函數(shù)控制[A];2001中國控制與決策學術(shù)年會論文集[C];2001年

2 謝成祥;曾慶軍;徐紹芬;周耀庭;;交流伺服系統(tǒng)模糊滑�？刂破髟O(shè)計[A];2001年中國智能自動化會議論文集（上冊）[C];2001年

3 項順伯;阮學斌;;模糊神經(jīng)PID在交流伺服系統(tǒng)中的應用[A];第七屆工業(yè)儀表與自動化學術(shù)會議論文集[C];2006年

4 辜小兵;房慶海;金傳付;;一種交流伺服驅(qū)動器主回路的設(shè)計與實現(xiàn)[A];冶金企業(yè)自動化、信息化與創(chuàng)新——全國冶金自動化信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年論文集[C];2007年

5 李禮;;交流伺服系統(tǒng)(電子齒輪)在ZJ15卷接機組改進中的應用[A];河南省煙草學會2005年學術(shù)交流年會論文集[C];2006年

6 蔡文忠;;XH754數(shù)控加工中心的維修與改造[A];設(shè)備維修與改造技術(shù)論文集[C];2000年

7 陳曉青;姜木林;秦憶;陶緒楠;;交流伺服系統(tǒng)中PI參數(shù)微機自整定[A];1992年中國控制與決策學術(shù)年會論文集[C];1992年

8 郭慶鼎;張萬利;付強;馬俊芳;;基于減少系統(tǒng)抖動的交流伺服系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)加速度控制[A];1993中國控制與決策學術(shù)年會論文集[C];1993年

9 郭慶鼎;李蒙;;PID控制器參數(shù)的遺傳算法優(yōu)化設(shè)計[A];1999中國控制與決策學術(shù)年會論文集[C];1999年

10 裘君;趙光宙;劉棟良;王家軍;;交流伺服系統(tǒng)逆變器死區(qū)效應分析及其補償策略[A];第12屆全國電氣自動化與電控系統(tǒng)學術(shù)年會論文集[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前8條

1 田印福;對無料鐘高爐布料控制應用交流伺服系統(tǒng)的探討[N];中國冶金報;2004年

2 吳紅梅;我省兩個重大項目通過“大考”[N];新華日報;2010年

3 葉香玉;哈工大新型機器人齊亮相[N];中國航天報;2004年

4 廣西大學社會科學與管理學院 陳德權(quán);西部高新區(qū)發(fā)展研究[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報;2002年

5 張友根;擠出設(shè)備朝更節(jié)能的方向創(chuàng)新發(fā)展[N];中國包裝報;2010年

6 山西 王功勝;數(shù)控機床故障檢修(四)[N];電子報;2009年

7 俞巧云　劉尹武 魏川雄 李強;江寧：零投資環(huán)境引來高科技人才群[N];新華日報;2010年

8 呂渭賢;應用變頻器中心卷繞功能精確控制張力[N];中國紡織報;2011年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 鄭偉峰;交流伺服系統(tǒng)無時滯反饋高響應驅(qū)動控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 覃海濤;交流伺服系統(tǒng)自調(diào)整技術(shù)研究[D];華中科技大學;2011年

3 劉杰;同周期控制交流伺服系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

4 丁信忠;基于工業(yè)以太網(wǎng)的總線型交流伺服系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學;2012年

5 何光東;交流伺服控制技術(shù)研究[D];浙江大學;1998年

6 陳曉青;高性能交流伺服系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];浙江大學;1996年

7 王杰;高精度交流伺服系統(tǒng)的新型控制策略[D];浙江大學;1996年

8 葛寶明;交流傳動系統(tǒng)的新型控制策略[D];浙江大學;2000年

9 孫凱;自抗擾控制策略在永磁同步電動機伺服系統(tǒng)中的應用研究與實現(xiàn)[D];天津大學;2007年

10 曾玉金;高性能交流伺服系統(tǒng)及其復合控制策略研究[D];浙江大學;2005年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 王延龍;分階段模糊滑�？刂圃诮涣魉欧到y(tǒng)中的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2005年

2 李超;基于PC機的開放式直線交流伺服系統(tǒng)的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2004年

3 張磊;基于CAN總線的全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];山東大學;2005年

4 苗宇;基于絕對編碼器的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2007年

5 王川;基于DSP的交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];合肥工業(yè)大學;2009年

6 唐令波;基于PMAC的磨料水射流數(shù)控系統(tǒng)的研究[D];西華大學;2009年

7 李路菁;基于DSP的永磁同步電機伺服系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學;2005年

8 萬筱劍;數(shù)控機床進給用交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱理工大學;2005年

9 趙琦;高性能交流伺服數(shù)控平臺的研究與開發(fā)[D];河北工業(yè)大學;2006年

10 邢作常;車床數(shù)控交流伺服系統(tǒng)軟件研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2006年

，

本文編號：2647035