發(fā)布時(shí)間：2017-05-22 09:25

  本文關(guān)鍵詞：超聲研磨恒流電源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲研磨由于其獨(dú)特的加工原理和對(duì)加工設(shè)備、環(huán)境要求不高等特點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)納米級(jí)、原子級(jí)加工的主要方法,已成為超精密加工技術(shù)中的一個(gè)重要部分。本文主要針對(duì)固結(jié)磨料超聲研磨壓電換能器,對(duì)其激勵(lì)電源展開了一系列的研究。固結(jié)磨料超聲研磨過程中,隨著負(fù)載的快速變化,激勵(lì)電源必須對(duì)壓電換能器保持快速的頻率跟蹤與功率匹配響應(yīng),才能滿足高效精密加工需求。文章從微觀角度分析了固結(jié)磨料超聲研磨的材料去除過程,通過建立壓電換能器的力學(xué)模型,基于力電類比,得出了壓電換能器的等效阻抗與負(fù)載變化關(guān)系。為改善加工穩(wěn)定性,提高材料表面完整性,提出了壓電換能器的智能化恒流激勵(lì)電源驅(qū)動(dòng)方案。針對(duì)已有的換能器參數(shù),確定了恒流源的設(shè)計(jì)目標(biāo)參數(shù)。超聲研磨恒流電源的設(shè)計(jì)分為硬件電路設(shè)計(jì)及軟件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩部分。硬件電路部分主要由電源供電模塊,DDS正弦信號(hào)發(fā)生模塊,功率放大電路模塊,保護(hù)、監(jiān)測(cè)電路模塊,匹配電路模塊等組成。軟件控制部分主要由DSP與CPLD共同完成。DSP主要負(fù)責(zé)提供DDS信號(hào),頻率追蹤,監(jiān)控電路等部分,其程序的控制主要依托于中斷模塊來完成。CPLD主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸。在上述研究的基礎(chǔ)上,開展了超聲研磨電源性能測(cè)試試驗(yàn)。搭建了試驗(yàn)平臺(tái),通過在不同電流及負(fù)載下的超聲研磨試驗(yàn),驗(yàn)證了電源的恒流輸出及負(fù)載變化下的快速響應(yīng)功能和頻率追蹤功能。超聲研磨恒流電源的設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),并且性能良好。完成了簡單的超聲研磨與普通研磨的對(duì)比試驗(yàn),證明了超聲研磨相對(duì)于普通研磨的優(yōu)越性,為后續(xù)工藝試驗(yàn)的進(jìn)一步展開奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：固結(jié)磨料超聲研磨 壓電換能器 等效阻抗 恒流源 數(shù)字信號(hào)處理 頻率追蹤 電源性能測(cè)試試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 課題背景13-15
• 1.1.1 超聲研磨的原理及應(yīng)用13-14
• 1.1.2 超聲電源的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展14-15
• 1.2 課題研究目的與內(nèi)容15-16
• 1.3 各章節(jié)內(nèi)容安排16-18
• 第二章 超聲研磨電源中的一些關(guān)鍵技術(shù)18-27
• 2.1 超聲電源整體結(jié)構(gòu)綜述18
• 2.2 固結(jié)磨料超聲研磨用壓電換能器等效阻抗分析18-23
• 2.2.1 固結(jié)磨料超聲研磨的材料去除過程19
• 2.2.2 超聲研磨振動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)模型19-20
• 2.2.3 負(fù)載的等效阻抗20-22
• 2.2.4 壓電超聲換能器的等效阻抗及負(fù)載特性22-23
• 2.2.5 使用恒流源驅(qū)動(dòng)換能器的必要性23
• 2.3 超聲研磨電源中涉及的一些其他關(guān)鍵技術(shù)23-24
• 2.4 超聲研磨電源參數(shù)設(shè)定24-26
• 2.4.1 換能器簡介24-25
• 2.4.2 換能器參數(shù)的測(cè)量及電源參數(shù)的確定25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 超聲研磨恒流電源硬件電路的設(shè)計(jì)27-42
• 3.1 總體電源方案設(shè)計(jì)27
• 3.2 電源供電模塊27-28
• 3.3 DDS正弦信號(hào)發(fā)生器28-31
• 3.3.1 DDS技術(shù)簡介28-29
• 3.3.2 AD9851芯片介紹29-30
• 3.3.3 DDS控制設(shè)計(jì)30
• 3.3.4 DDS外圍電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.4 功率放大電路設(shè)計(jì)31-37
• 3.4.1 A類~H類放大器31-33
• 3.4.2 功率放大主電路33-34
• 3.4.3 DC/DC可調(diào)降壓器34-36
• 3.4.4 變壓器的設(shè)計(jì)36-37
• 3.5 保護(hù)、監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)37-39
• 3.6 換能器匹配電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.6.1 匹配電感的計(jì)算39-40
• 3.6.2 匹配電感的設(shè)計(jì)40
• 3.7 本章小結(jié)40-42
• 第四章 超聲研磨恒流電源控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)42-59
• 4.1 DSP控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-46
• 4.1.1 DSP簡介42
• 4.1.2 TMS320F28335芯片概述42-43
• 4.1.3 DSP硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)43-45
• 4.1.4 DSP開發(fā)環(huán)境CCS45-46
• 4.1.5 DSP主要負(fù)責(zé)的控制部分及涉及模塊46
• 4.2 CPLD信號(hào)處理模塊的設(shè)計(jì)46-49
• 4.2.1 CPLD簡介46-48
• 4.2.2 CPLD硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)48
• 4.2.3 CPLD開發(fā)環(huán)境Quartus II48
• 4.2.4 CPLD負(fù)責(zé)的數(shù)據(jù)處理模塊48-49
• 4.3 DSP與CPLD之間的通信方式49-50
• 4.4 超聲研磨電源的控制算法及程序流程圖50-58
• 4.4.1 DSP模塊的初始化配置51-52
• 4.4.2 控制算法52-56
• 4.4.3 程序流程圖56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 超聲研磨恒流電源性能測(cè)試與結(jié)果59-66
• 5.1 測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)搭建59-61
• 5.1.1 換能器的進(jìn)電裝置設(shè)計(jì)59-60
• 5.1.2 超聲研磨試驗(yàn)工件60
• 5.1.3 夾具設(shè)計(jì)60-61
• 5.2 電源性能測(cè)試試驗(yàn)61-64
• 5.2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)61-62
• 5.2.2 試驗(yàn)操作過程62
• 5.2.3 電源性能測(cè)試結(jié)果及分析62-64
• 5.3 超聲研磨試驗(yàn)與結(jié)果64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 論文完成的主要工作66-67
• 6.2 后續(xù)工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 致謝71-72
• 在讀研期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

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7 王新U，

本文編號(hào)：385321