本文選題：壓電振動送料器　切入點：速度控制　出處：《大連理工大學》2013年碩士論文

【摘要】：壓電振動送料器具有體積小、噪音小、尤其是低能耗等優(yōu)點,在自動化生產(chǎn)線上使用廣泛。但是送料過程中隨著物料質(zhì)量的變化送料速度會發(fā)生較大的變化,造成送料速度不穩(wěn)定、送料不均勻等缺點,因此需要提取反映送料速度的反饋控制信號穩(wěn)定送料速度,而利用外部傳感器提取信號會改變壓電振動送料器原有結(jié)構(gòu)。壓電材料具有自感知能力,利用該能力提取能夠反映送料速度相關(guān)信息的采樣電壓信號可以不破壞壓電振動送料器原有結(jié)構(gòu)。本文利用壓電材料的雙向可逆壓電效應,在不改變壓電振動送料器原有結(jié)構(gòu)前提下,從壓電執(zhí)行器自身提取送料速度信息,實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)速控制。 本文首先依據(jù)第三類壓電方程推導了觀測模型,該模型共有兩個輸入量,一個為驅(qū)動電壓Vin。,另一個為反映壓電振子工作電流的采樣電壓Vout， Vout通過在壓電振子上端串入采樣電阻獲得；觀測模型輸出量分別為送料速度v和反映物料質(zhì)量的載荷F。在觀測模型中還引入了恒定應力項,用來代表送料器本體結(jié)構(gòu)給壓電執(zhí)行器施加的初始應力。由于不同型號的壓電振動送料器工作在各自的諧振頻率附近,針對本文實驗用的壓電振動送料器諧振頻率帶,利用該模型進一步推導了送料速度v與驅(qū)動電壓增量△Vin和采樣電壓Vout的關(guān)系,該算法中只有兩個需要辨識的參數(shù)。通過測量在不同驅(qū)動電壓下、物料重量變化時的送料速度,進行參數(shù)辨識,確定控制算法的參數(shù)。 根據(jù)觀測模型完成整臺控制器的搭建,其中硬件部分包括用于采集采樣電壓Vout的信號反饋電路、驅(qū)動壓電振子工作的逆變電路以及基于dsPIC單片機的控制系統(tǒng)電路；軟件部分包括經(jīng)系統(tǒng)辨識后得到的控制算法、SPWM波生成程序、全橋逆變控制程序、ADC采樣程序、機交互界面程序。 本文最后對一個額定承重0.5公斤的壓電送料器進行了調(diào)速控制實驗,結(jié)果表明本文的自感知調(diào)速算法可以有效調(diào)整、平穩(wěn)壓電振動送料速度,并且可以實時計算出物料重量,對于壓電振動送料器的自動化管理有著重要應用價值。
[Abstract]:The piezoelectric vibrating feeder has the advantages of small volume , small noise , especially low energy consumption and the like , and is widely used in an automatic production line .

In this paper , the observation model is derived from the third class of piezoelectric equations . The model has two input quantities , one is the drive voltage Vin . The other is the sampling voltage Vout reflecting the working current of the piezoelectric vibrator , and Vout is obtained by the serial - in sampling resistor at the upper end of the piezoelectric vibrator ;
A constant stress term is introduced in the observation model to represent the initial stress applied by the structure of the feeder body to the piezoelectric actuator . Because the piezoelectric vibration feeders of different models work in the vicinity of their respective resonant frequencies , the relationship between the feeding speed v and the driving voltage increment 鈻，

本文編號：1721976