【摘要】：機(jī)電集成靜電諧波微傳動(dòng)系統(tǒng)是一種微型復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)定子順序通電后,由于電場(chǎng)力的作用,使轉(zhuǎn)子柔輪產(chǎn)生周期性的彈性變形,當(dāng)電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周后,轉(zhuǎn)子會(huì)朝旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,從而實(shí)現(xiàn)低速輸出。柔輪偏心對(duì)機(jī)電集成靜電諧波傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性和工作性能有重要影響,因此柔輪偏心對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律及控制研究具有重要的理論意義。 本文以施加電場(chǎng)力的柔輪為對(duì)象,根據(jù)彈性理論,推導(dǎo)了柔輪變形能、動(dòng)能以及定子和柔輪之間電場(chǎng)能表達(dá)式,分析了偏心對(duì)柔輪靜力學(xué)性能的影響規(guī)律,研究了偏心對(duì)機(jī)電集成靜電諧波傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力矩的影響規(guī)律。結(jié)果表明,系統(tǒng)偏心使驅(qū)動(dòng)力矩明顯下降。 利用機(jī)械動(dòng)力學(xué)理論,建立了柔輪的機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,分析了偏心對(duì)柔輪自由振動(dòng)的影響規(guī)律。利用模態(tài)疊加法,分析了偏心對(duì)簡(jiǎn)諧激勵(lì)下系統(tǒng)受迫振動(dòng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,偏心使得系統(tǒng)的固有頻率上升,振動(dòng)幅值增加。 完成了柔輪偏心控制系統(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。建立了偏心柔輪控制系統(tǒng)的Simulink仿真模型,模擬了階躍工作電壓激勵(lì)下的偏心控制過程,結(jié)果表明,采用PID控制器可以達(dá)到偏心調(diào)節(jié)的預(yù)期效果。
[Abstract]:Electromechanical Integrated Electrostatic Harmonic micro-transmission system is a kind of micro-composite transmission system.When the stator is electrified sequentially,due to the action of electric field force,the rotor flexspline produces periodic elastic deformation.When the electric field rotates one week,the rotor will rotate a certain angle in the opposite direction of the rotating electric field,thus realizing the low-speed output. The dynamic characteristics and working performance of the electro-integrated electrostatic harmonic drive system are important, so the influence of the eccentricity of the flexible wheel on the dynamic characteristics of the drive system and the control research are of great theoretical significance.
Based on the elastic theory, the expressions of the deformation energy, kinetic energy and the electric field energy between the stator and the flexible wheel are derived. The influence of eccentricity on the static and mechanical properties of the flexible wheel is analyzed. The influence of eccentricity on the driving torque of the Electromechanical Integrated Electrostatic Harmonic Drive system is studied. The driving torque is obviously decreased by the heart.
Based on the mechanical dynamics theory, the mechanical-electrical coupling dynamic model of the flexible wheel is established, and the influence of eccentricity on the free vibration of the flexible wheel is analyzed. Add.
The mathematical modeling of the eccentric control system of flexible wheel is completed, the control parameters of the PID control system are determined, and the control performance of the open-loop and closed-loop control systems is compared and analyzed. The Simulink simulation model of the eccentric flexible wheel control system is established, and the eccentric control process under the excitation of step working voltage is simulated. The results show that the PID controller can be used. Achieve the desired effect of eccentric adjustment.
【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】：2011
【分類號(hào)】：TH132.43

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本文編號(hào)：2220987