本文關(guān)鍵詞：壓電式送料器驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)與速度控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：壓電式送料器具有噪聲小、無(wú)磁干擾、體積小、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，因而在薄、輕、細(xì)的精密零部件自動(dòng)化輸送方面得到廣泛地運(yùn)用。然而，國(guó)內(nèi)壓電式送料器研究起步較晚，其電源驅(qū)動(dòng)技術(shù)不夠成熟，如電源穩(wěn)定性和效率仍低于國(guó)外技術(shù)水平。而且國(guó)內(nèi)對(duì)物料恒速輸送場(chǎng)合的振動(dòng)控制方面研究少，僅外接昂貴的振幅傳感器作為諧振運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部件，而未從軟件算法中實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制。因此，本文研究對(duì)國(guó)內(nèi)壓電式送料器的電源驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。文中設(shè)計(jì)出一款工作穩(wěn)定且性價(jià)比高的驅(qū)動(dòng)電源，并提出送料速度恒定振動(dòng)控制算法。 根據(jù)壓電式送料器驅(qū)動(dòng)電源的指標(biāo)需求，采用ARM單片機(jī)作為控制器，使用uC/OS-II嵌入操作系統(tǒng)對(duì)其任務(wù)和內(nèi)存管理，并結(jié)合逆變器思想設(shè)計(jì)出一款幅值與頻率均可調(diào)、多種保護(hù)、人員交互等功能的驅(qū)動(dòng)電源，也為送料速度恒定控制研究提供硬件平臺(tái)。其中幅值調(diào)節(jié)采用DAC控制開(kāi)關(guān)電源輸出電壓也就是控制逆變電路中直流輸入電壓得到，頻率調(diào)節(jié)采用SPWM控制技術(shù)控制逆變電路中功率開(kāi)關(guān)管的通斷頻率得到。并進(jìn)一步搭建自動(dòng)輸送簡(jiǎn)易平臺(tái)，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)壓電式送料器輸送3528封裝大小的貼片式LED實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)輸出波形穩(wěn)定平滑，發(fā)熱量少，壓電式送料器能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。 根據(jù)振動(dòng)控制理論建立壓電式送料器動(dòng)力學(xué)模型，利用頻率特性法得到其位移與頻率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式和系統(tǒng)傳遞函數(shù)，為系統(tǒng)振動(dòng)控制提供精確的數(shù)學(xué)模型。考慮送料器位移振幅與送料速度之間的近似線性關(guān)系，將PID算法運(yùn)用到系統(tǒng)振動(dòng)控制，系統(tǒng)可隨諧振頻率變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)頻率，使其位移振幅維持在一定范圍內(nèi)，最終達(dá)到送料速度恒定控制效果。通過(guò)MATLAB仿真含PID補(bǔ)償器的閉環(huán)系統(tǒng)，獲得理想PID補(bǔ)償器傳遞函數(shù)，求得算法控制實(shí)現(xiàn)所需的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)，便于控制算法實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：壓電式送料器 調(diào)幅調(diào)頻 SPWM控制技術(shù) 送料速度恒定 振動(dòng)控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH237.1;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 壓電式送料器的研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 壓電式送料器的概況10-11
• 1.2.2 壓電器件驅(qū)動(dòng)電源的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 主要工作內(nèi)容15-16
• 第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)16-34
• 2.1 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電源總體設(shè)計(jì)16
• 2.2 處理器 STM32F103 系列概述16-17
• 2.3 開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)17-27
• 2.3.1 反激式開(kāi)關(guān)電源的工作原理17-19
• 2.3.2 開(kāi)關(guān)電源主要參數(shù)的計(jì)算19-26
• 2.3.3 開(kāi)關(guān)電源中反饋電路設(shè)計(jì)26-27
• 2.4 逆變電路及 LC 濾波電路設(shè)計(jì)27-30
• 2.4.1 逆變電路設(shè)計(jì)27-29
• 2.4.2 LC 濾波電路設(shè)計(jì)29-30
• 2.5 驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)30-31
• 2.6 其它模塊電路設(shè)計(jì)31-33
• 2.6.1 過(guò)流保護(hù)電路設(shè)計(jì)31
• 2.6.2 過(guò)熱保護(hù)電路設(shè)計(jì)31-32
• 2.6.3 人工界面電路設(shè)計(jì)32-33
• 2.6.4 速度反饋模塊設(shè)計(jì)33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34-42
• 3.1 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)34-36
• 3.2 幅頻可調(diào)正弦波的產(chǎn)生機(jī)理與 SPWM 程序?qū)崿F(xiàn)36-40
• 3.2.1 幅頻可調(diào)正弦波的產(chǎn)生機(jī)理36-38
• 3.2.2 SPWM 程序?qū)崿F(xiàn)38-40
• 3.3 送料速度恒定控制程序?qū)崿F(xiàn)策略40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 恒定送料速度控制算法及其仿真42-47
• 4.1 系統(tǒng)振動(dòng)模型的建立42-43
• 4.2 系統(tǒng)速度恒定振動(dòng)控制及仿真結(jié)果43-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 第5章 實(shí)驗(yàn)與分析47-55
• 5.1 主要功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)47-51
• 5.1.1 調(diào)幅實(shí)驗(yàn)47
• 5.1.2 調(diào)頻實(shí)驗(yàn)47-48
• 5.1.3 正弦波產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)48-50
• 5.1.4 各保護(hù)電路檢測(cè)實(shí)驗(yàn)50-51
• 5.2 整體驅(qū)動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)51-52
• 5.3 速度變化測(cè)試實(shí)驗(yàn)52-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：421022