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文檔簡介
1、電動執(zhí)行機構是工業(yè)自動化過程控制中重要的執(zhí)行單元,主要應用于工業(yè)中流體的流量控制。隨著過程工業(yè)對產品質量要求的提高,對執(zhí)行機構的執(zhí)行精度要求也越來越高,市場需求量也越來越大。為了滿足工業(yè)生產的需要,同時也為了打破國外在這方面的壟斷地位,研制擁有自主知識產權的高精度電動執(zhí)行機構勢在必行。為了加快響應速度、提高控制精度,本文通過研究電動執(zhí)行機構動態(tài)特性及控制策略,設計一種高精度電動執(zhí)行機構。通過對電動執(zhí)行機構進行數(shù)學建模分析,并利用MATL
2、AB進行仿真,來對所建數(shù)學模型進行動態(tài)特性和控制性能分析研究,最后對所建數(shù)學模型進行驗證并對電動執(zhí)行機構進行調試。本文的主要工作如下:
(1)高精度電動執(zhí)行機構的設計及主要零部件的選型。通過學習國外和國內電動執(zhí)行機構產品,在其基礎上根據(jù)電動執(zhí)行機構工作原理設計一種電動執(zhí)行機構。根據(jù)具體工況要求,對執(zhí)行電機等主要儀器部件進行選型及驅動系統(tǒng)設計。該電動執(zhí)行機構設計有手動機構,能夠在電源故障時進行手動調節(jié)。此外該執(zhí)行機構還設計有角行
3、程限位開關以及故障報警等安全保護機構,以確保生產安全穩(wěn)定的運行。
(2)高精度電動執(zhí)行機構控制器的設計。根據(jù)高精度電動執(zhí)行機構的功能要求,以單片機為核心對控制器進行設計,功能包括液晶顯示、數(shù)據(jù)采集、危險報警等??刂破鞣譃橛布O計和軟件編程。硬件設計包括對控制器各部分電路圖的設計,這些電路圖均在AltiumDesigner軟件中完成繪制,軟件部分實現(xiàn)是指對主程序及子程序的編程。
(3)高精度電動執(zhí)行機構數(shù)學模型的建立和
4、性能分析。根據(jù)電動執(zhí)行機構的工作原理,建立電動執(zhí)行機構的動態(tài)數(shù)學模型,包括電機模型、傳動機構模型,通過分析各個模型的關系,推導出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。利用MATLAB仿真繪制Bode圖來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(4)電動執(zhí)行機構機械間隙誤差補償?shù)难芯?。針對機械間隙誤差產生的原因,設計了一種反向機械間隙軟件補償算法。機械間隙軟件補償?shù)膶崿F(xiàn),提高了電動執(zhí)行機構的執(zhí)行精度。
(5)高精度電動執(zhí)行機構的調試。通過選擇調試所需要的設備,
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