音圈电机驱动的无针注射系统研究

设计了一种基于音圈电机驱动的无针注射系统,并对系统的射流喷射压力进行了实验检测。研究结果表明,系统形成的射流最大喷射压力能够刺穿人体皮肤组织。系统具有结构简单,驱动力大小可控等特点,克服了现有以弹簧或者高压气体为动力源的无针注射技术的不足。     

基于音圈直线驱动的无针注射技术

针对普通以弹簧或压缩气体为动力的液体无针注射系统的缺陷,构建一种基于音圈直线驱动器的无针注射系统,并对该系统的喷射注射机理进行理论研究,建立喷射注射的喷射压力与系统参数(如喷孔、腔体尺寸、音圈驱动器放电电压等)之间的理论模型.搭建测量喷射压力的试验系统,并对喷射压力进行动态测试,试验结果与理论模型相吻合.对所构建的基于...     

基于音圈电机驱动的精密定位系统

对研制用于快刀加工的精密定位系统,分析其数学模型,研究其控制策略。该系统采用音圈电机直接驱动,空气静压导轨支撑,光栅尺实时检测。所设计的系统达到50mm行程上0．5μm定位精度以及100Hz以上的响应速度。     

音圈电机驱动系统设计与分析

作为直线作动的音圈电机具有直接驱动、快速响应、结构简单等优点。为了充分发挥其性能,基于经济性和高性能考虑,进行了"微控器+功能模拟电路"音圈电机驱动控制硬件系统设计。在设计中,提出综合采用数字电路与模拟电路的设计方案;设计了微控器电路、H全桥驱动桥电路、超精密电流测量电路等;通过电路建模仿真、实验测试和实际应用,验证了驱动板的设计有效性。     

音圈电机驱动的快速定位系统运动建模与参数辨识

针对传统驱动方式在快速定位方面的不足,本文研制了一种基于音圈电机驱动的快速精密定位系统,对其机电耦合特性进行了深入分析,建立了快速定位系统在大行程、高加速度下的传递函数模型;在此基础上,进行了最小二乘法和levy法参数辨识,并通过定位实验对辨识结果进行了分析和比较,为控制器优化设计、提高系统定位精度提供了很好的参考。     

基于LabVIEW软件的音圈电机驱动系统模型辨识方法

音圈电机是一种广泛应用于IC装备的高精度驱动元件,具有小惯量,高频响,以及收敛快的控制特性.本文采用理论推导和试验辨识相结合的方法研究了音圈电机的控制模型,详细介绍了运用LABVIEW软件对音圈电机系统进行系统辨识的方法,其中包括参数辨识中最小二乘法的基本原理,激励信号施加和响应信号的数据处理以及模型辨识算法的Labview程序编制,并对辨识的模型进行了验证.结果对研究IC封装过程的高精度控制算法有重要的参考价值.     

测量光路中调焦音圈电机特性的仿真分析

对测量光路中调焦音圈电机的特性进行了分析,通过对音圈电机特性的仿真,定性分析音圈电机设计参数对电机特性的影响情况。从建立音圈电机的数学模型出发,利用仿真软件Simulink实现音圈电机的建模、特性仿真。得到仿真结果后,通过适当调整电机的设计参数,分析电机特性的变化。仿真结果表明,音圈电机动子质量、磁钢磁密等参数的变化都对电机的响应时间、平稳性、稳态误差有较大的影响。在原设计的基础上,可适当地增加电机动子的质量以及磁钢磁密来减小响应时间和稳态误差。这些分析结果为音圈电机的加工、测量基础光路中调焦功能的实现奠定了基础。     

基于音圈电机的主动悬架双闭环控制系统研究

为了提高电磁式悬架主动控制的性能,简化作动器结构以及控制系统,设计一套以单相两极的动圈式音圈直线电机作为作动器的主动悬架控制系统。设计了外环模糊PID,内环电流滞环的双闭环控制器。搭建了作动器驱动电路,验证音圈电机的电流跟踪控制,证明音圈电机作为作动器是简单有效的。通过分析汽车悬架模型和音圈电机模型,在MATLAB/Simulink仿真环境中按照实际参数搭建控制系统进行仿真验证,结果表明,该系统动态响应快,控制精度高,降低车身振动加速度约27%,该控制策略可以有效减振。     

音圈电机超调控制研究

针对音圈电机作动器阶跃响应超调的问题,提出了一种简单有效的抑制控制技术。通过两次阶跃输入相互抑制规划,有效地抑制了作动器的超调问题,并分析了响应误差和两次阶跃输入信号间的关系。通过仿真和实验验证了驱动控制的有效性。     

一种音圈自动装配工作台的设计与实现

为实现扬声器的自动化装配,设计了一种应用气动装置和PLC的音圈自动装配工作台.介绍了装配工艺流程和该工作台的结构组成;并为了提高系统定位精度,提出了一种调整齿侧间隙的方法,对驱动电机的选型作了详细的计算;运用气动装置和PLC设计的音圈自动装配系统,经一次装料即能实现12 500个音圈的装配.该系统在企业生产中得到了应用,结果表明它可以显著提高产品的生产效率和质量.     

Development of a voice coil motor based fast tool servo with a function of self-sensing of cutting forces

This paper presents a fast tool servo (FTS) driven by a voice coil motor (VCM) with a function of self-sensing of cutting forces. Conventionally, cutting force measurement associated with a FTS system is made by integrating an additional force sensor or a dynamometer, which would make the system complicated and influence the dynamic performance of the FTS. Differing from the conventional method, the force measurement in the proposed system is achieved by detecting the current of the VCM and then obtaining the cutting force based on the electromagnetic field distribution of the VCM. Since it is not necessary to integrate additional force sensors, the main body of the FTS could be compact and the dynamics of the FTS would not be influenced by the added function of force measurement. The FTS mainly consists of an air bearing guide driven by a VCM with a stroke of 2.5 mm, an optical encoders feedback system for precision positioning and a hall current sensor for current measurement. To obtain forces from the measured currents, the magnetic field distribution of the VCM is figured out and the nonlinear relationship between the position and the magnetic field distribution is corrected. The basic performances of the FTS for positioning and force measurement were experimentally investigated. It is shown that the system could have a positioning resolution of 20 nm and a force self-sensing resolution of 5 mN based on the proposed method. The proposed method provides a new way for in-process cutting force measurement associated with FTS systems.     

Self-sensing of cutting forces in diamond cutting by utilizing a voice coil motor-driven fast tool servo

Cutting force measurement is important for monitoring the diamond cutting process. In this paper, a new measurement method of thrust cutting force associated with a voice coil motor (VCM) driven fast tool servo (FTS) system has been developed. Instead of integrating additional force sensors to the FTS which would influence the dynamics of the FTS, the force measurement in the proposed system is achieved associated with in-process monitoring the variation of the driving current of the VCM and pre-process determining the system parameters. In this way, the cutting forces are accurately obtained by subtracting the influences of the driving force, the spring force, the damping force and the inertial force associated with the system as well as the cutting process. Based on the proposed method, a microstructure array was machined using the developed VCM-FTS and the cutting force during the machining process was monitored in real time. The measured force signal was in good agreement with the machining result. The surface profile error of the fabricated microstructure could be clearly distinguished by the variation of the measured cutting force signal. This provides a new approach for in-process cutting force measurement associated with FTS based diamond cutting process.     

音圈电动机驱动的快速精密定位系统设计与控制方法研究

针对传统驱动方式在快速定位方面的不足,研制一种基于音圈电动机驱动的快速精密定位系统,分析定位系统的关键部件--气浮滑块的承载力和刚度,设计能够满足音圈电动机和气浮滑块的、高精度联接要求的仿球形联轴器.研究快速定位系统的控制方法,通过比例积分微分(PID)预测补偿、模糊预测补偿来修正定位误差.在此基础上,测试快速精密定位系统的综合性能,实验结果表明,所设计的定位系统能够满足高精度和高频响的运动要求.     

采用步进电机的微流控芯片气压驱动系统压力特性研究

针对目前气动微流控芯片控制系统微型化集成化的需求,提出了一种采用步进电机的微流控芯片气压驱动系统,通过控制器信号驱动步进电机,使PDMS流道产生了形变从而改变了阀口开度,实现了气体容腔的压力控制,对微阀的流量和气体容腔的压力进行了分析,采用Simulink搭建非线性模块,建立了系统的仿真模型,对系统的压力特性进行了仿真,得到了在不同的步进电机阶跃信号作用下的气压驱动系统压力的动态响应特性,并搭建了试验平台进行了验证。结果表明:试验结果与仿真结果基本吻合,该系统能够较快地响应于气压容器,阀口开度越大,气体容器的压力上升越快,稳定压力越高。     

伺服电机驱动连铸结晶器振动系统建模与分析

伺服电机驱动连铸结晶器按期望规律振动是一种新型的驱动方式。伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统,可避免现有其它方式驱动连铸结晶器振动的不足,具有节能降耗、使用寿命长等优点。为了提高连铸结晶器振动速度或位移的控制精度,保证结晶器振动的平稳性和铸坯质量,建立系统较精确的数学模型是关键。因此,本文首先通过实验研究辨识得到伺服电机转速闭环模型,并推导了机械传动部分的机理模型,从而建立了伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的数学模型,并给出了一种状态空间表达式;其次,对所建立的模型进行验证,通过相同输入作用下所建模型的仿真输出与实际系统的实测输出的比对,结果表明该模型能较好地反映系统的性能,从而验证了本文所建立模型的有效性;最后对建模误差进行了定量分析,结果表明：模型拟合精度可达94%以上,进一步确认了模型的准确性。所建系统的模型及其误差分析为下一步连铸结晶器位移系统跟踪控制器的设计奠定了良好基础。     

压电叠堆泵驱动的新型直线马达

提出一种利用压电叠堆泵驱动的新型直线马达(简称压电液压马达),介绍了其系统构成及工作原理,并进行了理论及试验研究.理论分析结果表明,压电液压马达的性能是由压电振子/泵腔/截止阀/液压缸的结构尺寸、负载及工作频率等多种要素共同决定的,只有当相关要素合理配置时才能实现压电液压马达的预期功能.在其他参数确定的情况下,当负载为其最大驱动力的二分之一时输出功率和能量最大.利用尺寸为4 mm×4 mm×80 mm的压电叠堆制作了腔体直径为30 mm的压电泵,并对其直接输送流体及驱动液压缸时的流量、压力及功率等性能进行了测试与对比分析.结果表明,采用直径为15 mm的液压缸时,压电液压马达的最大速度、推力及功率分别为12.5 mm/s、32 N和93 mW.