發(fā)布時(shí)間：2017-12-31 05:01

  本文關(guān)鍵詞：機(jī)電集成靜電諧波微傳動(dòng)動(dòng)態(tài)特性和靜電懸浮研究　出處：《燕山大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 機(jī)電集成 靜電諧波傳動(dòng) 自由振動(dòng) 受迫振動(dòng) PID控制

【摘要】：機(jī)電集成靜電諧波傳動(dòng)是一種集控制、驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)功能于一體的新型廣義復(fù)合傳動(dòng)。該傳動(dòng)的主要組件包括一個(gè)可以在靜電力下變形的微柔輪和施加旋轉(zhuǎn)電壓的電極。當(dāng)在柔輪與相對(duì)的電極之間順序施加旋轉(zhuǎn)電壓時(shí)，柔輪會(huì)發(fā)生周期性變形，從而導(dǎo)致柔輪和定子之間靜電作用部位周期性變化，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)柔輪和支撐軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)低速大扭矩的動(dòng)力輸出。該傳動(dòng)把諧波傳動(dòng)、控制技術(shù)和靜電驅(qū)動(dòng)技術(shù)融于一體，，并且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、效率高，具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文建立了考慮非均布載荷時(shí)機(jī)電集成靜電諧波傳動(dòng)的機(jī)電耦合靜力學(xué)模型，推導(dǎo)了柔輪徑向位移方程和輸出扭矩方程，得出了柔輪徑向位移和輸出扭矩隨系統(tǒng)參數(shù)變化的規(guī)律。結(jié)果表明，非均布載荷對(duì)柔輪徑向位移和輸出扭矩的影響不可忽略。 利用機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)方程，研究了柔輪固有頻率和振動(dòng)模態(tài)的影響因素和影響規(guī)律。利用模態(tài)疊加法，給出了機(jī)電集成靜電諧波微型傳動(dòng)系統(tǒng)在電壓擾動(dòng)下的強(qiáng)迫響應(yīng)方程。運(yùn)用該方程，研究了非均布載荷條件下系統(tǒng)的強(qiáng)迫響應(yīng)及其隨系統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，在某些情況下非均布載荷對(duì)柔輪振動(dòng)的影響較為明顯。 采用PID控制方法對(duì)柔輪進(jìn)行靜電懸浮控制，減小了機(jī)電集成靜電諧波微傳動(dòng)柔輪支撐的摩擦阻力，保證了柔輪和電極的同軸度，從而大大降低了電機(jī)的啟動(dòng)力矩。 完成了柔輪靜電懸浮控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模，確定了PID控制系統(tǒng)的控制參數(shù)，對(duì)比分析了開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制性能；建立了柔輪靜電懸浮控制系統(tǒng)的Simulink仿真模型，模擬了階躍工作電壓激勵(lì)下的靜電懸浮控制過程。結(jié)果表明，采用PID控制器可以達(dá)到靜電懸浮的預(yù)期效果。
[Abstract]:The invention relates to an electromechanical integrated electrostatic harmonic drive , which is a novel generalized compound transmission integrating control , driving and transmission functions . The electromechanical coupling statics model of electro - mechanical integrated electrostatic harmonic drive taking into account the non - uniform load is established , the radial displacement equation and the output torque equation of the flexspline are deduced , and the law of the radial displacement and output torque of the flexspline varies with the parameters of the system . The results show that the influence of the non - uniform load on the radial displacement and output torque of the flexspline is not negligible . Based on the electromechanical coupling dynamics equation , the influence factors and the influence law of the natural frequency and the vibration mode of the flexspline are studied . The forced response equation of the electromechanical integrated electrostatic harmonic micro - drive system under voltage disturbance is given by using the modal superposition method . The forced response of the system under the condition of non - uniform load and its changing law with the system parameters are studied by using the equation . The results show that the influence of the non - uniform load on the vibration of the flexspline is more obvious under certain circumstances . By adopting the PID control method , the static suspension control of the flexible wheel is adopted , the friction resistance of the electromechanical integrated electrostatic harmonic micro - transmission flexible wheel support is reduced , the coaxial degree of the flexible wheel and the electrode is ensured , and the starting torque of the motor is greatly reduced . The mathematical modeling of the flexible - wheel electrostatic levitation control system is completed , the control parameters of the PID control system are determined , the control performance of the open - loop and closed - loop control system is analyzed , the Simulink simulation model of the flexible - wheel electrostatic suspension control system is established , and the static suspension control process under the excitation of the step operating voltage is simulated .

【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH132.43

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本文編號(hào)：1358229