發(fā)布時間：2018-05-23 21:40

  本文選題：音圈電機 + 力控制系統(tǒng)�。� 參考：《青島大學》2017年碩士論文

【摘要】：在現(xiàn)代工業(yè)科技大發(fā)展的時代下,精密加工和檢測工業(yè)的發(fā)展突飛猛進,尤其是在小型微電機的力控制方面,對其要求更是越來越嚴謹。所以,研究力控制系統(tǒng),使其有更快的響應(yīng)速度,更好的跟蹤性能,更精確的控制精度,具有非常重要的意義。但是,在目前實際的力控制系統(tǒng)運行過程中,現(xiàn)在的力控制系統(tǒng)越來越不能滿足精密加工和檢測工藝日益嚴苛的要求。PID控制算法是最常規(guī)而且比較有效的控制在方法,但是控制信號的改變對其影響較大,抗干擾能力較差,不能滿足力控制系統(tǒng)的高精確性要求。本文基于DSP和音圈電機的力控制系統(tǒng),引入前饋控制和電流環(huán)PI控制相結(jié)合的控制方法,在力控制系統(tǒng)中進行了研究、設(shè)計和分析,結(jié)合觸摸屏性能檢測工藝進行研究設(shè)計。第一,本文開始對力控制系統(tǒng)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀進行了研究分析,并對音圈電機的基本結(jié)構(gòu)工作原理進行了研究分析,在進行力學和電學分析之后,得到電機數(shù)學模型,針對該力控制系統(tǒng),進行動態(tài)特性參數(shù)與控制參數(shù)的最優(yōu)化分析。第二,基于電機的數(shù)學模型,研究觸摸屏性能檢測的力控制策略,并進行了仿真分析。為提高力的精度和電機響應(yīng)速度,電流環(huán)采用PI反饋控制,結(jié)合前饋控制,用前饋補償?shù)男问綇浹a力的動態(tài)滯后量,提高推力精度與響應(yīng)速度。第三,設(shè)計了力控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)設(shè)計包括:DSP控制器及其外圍電路設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計、電流采樣信號和過流保護電路設(shè)計和工程位置檢測電路設(shè)計。第四,設(shè)計了力控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)。軟件設(shè)計包括:主程序設(shè)計、中斷服務(wù)子程序設(shè)計、前饋算法程序設(shè)計,整個程序采用模塊化設(shè)計,包括電流環(huán)模塊設(shè)計和位置檢測模塊設(shè)計。建立了模擬實驗平臺,進行了實驗研究,分析了實驗數(shù)據(jù),驗證了理論的正確性和控制方法的可行性。
[Abstract]:In the era of great development of modern industrial science and technology, the development of precision machining and detection industry is advancing by leaps and bounds, especially in the field of force control of small micromotors, the requirements are becoming more and more rigorous. Therefore, it is of great significance to study the force control system with faster response speed, better tracking performance and more accurate control accuracy. However, in the actual force control system running process, the current force control system is more and more unable to meet the increasingly stringent requirements of precision machining and testing technology. Pid control algorithm is the most common and more effective control method. However, the change of control signal has great influence on it, and its anti-jamming ability is poor, which can not meet the requirement of high precision of force control system. Based on the force control system of DSP and voice coil motor, this paper introduces the control method of the combination of feedforward control and current loop Pi control, studies, designs and analyzes the force control system, and studies and designs the touch screen performance detection technology. First, this paper begins to study and analyze the development and research status of the force control system, and analyzes the basic structure and working principle of the voice coil motor. After the mechanical and electrical analysis, the mathematical model of the motor is obtained. The dynamic characteristic parameters and control parameters are optimized for the force control system. Secondly, based on the mathematical model of motor, the force control strategy of touch screen performance detection is studied, and the simulation analysis is carried out. In order to improve the precision of the force and the response speed of the motor, the current loop adopts Pi feedback control, combined with the feedforward control, and compensates the dynamic lag of the force in the form of feedforward compensation, and improves the thrust accuracy and response speed. Thirdly, the hardware system of force control system is designed. The hardware system design includes the design of the controller and its peripheral circuit, the drive circuit design, the current sampling signal and over-current protection circuit design and the engineering position detection circuit design. Fourthly, the software system of force control system is designed. The software design includes: main program design, interrupt service subroutine design, feedforward algorithm program design, the whole program is modular design, including current loop module design and position detection module design. The simulation experiment platform is established, the experimental research is carried out, the experimental data are analyzed, and the correctness of the theory and the feasibility of the control method are verified.
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP273

【參考文獻】

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本文編號：1926475