音圈电机驱动与控制-同茂电机

       音圈电机是一种将电信号转换成直线位移的直流伺服电机.它基于安培力原理,即通电线圈放在磁场中产生力,力的大小与施加在线圈上的电流成正比。音圈电机在理论上有无限分辨率、无滞后、高响应、高加速度、高速度、体积小且力特性好、控制方便等一系列优点,使它更适用于要求高加速度、高频激励、快速和高精度定位的控制系统中。现代磁盘驱动器、光盘驱动器以及一些高精度的定位系统执行机构都采用音圈电机来驱动。

      在音圈电机组成的伺服系统中,控制目标是运动机构的位置。由于执行结构和受控对象.惯性的存在简单地将目标值(平台预期位置)减去反馈回来的被控量(平台实际位置)而形成的误差信息作为控制信号驱动执行机构,往往很难使伺服系统的稳定性快速性和准确性达到要求,因此必须通过校正来改善伺服性能。所以引人PID校正网络来改善平台的运动性能,利用积分环节对稳定性进行改 善,微分环节对动态性能进行改善,同时减小系统的控制误差.

 控制软件编制

        对一般使用者来说,需要一个可视化的软件系统来直接控制音圈电机的运动参数,因此有必要编制一套交互性好的软件系统。由于VB语言编程简单、界面友好,因此精密定位系统控制软件采用VB进行程序设计;通过vB自带的 Mscomm控件实现在LAC一1驱动器和计算COM口的通讯功能。整个软件系统采用模块化结构进行设计,其中“电机准备”完成音圈电机运动前的相关准备工作,包括加电、清空程序等;“加载质量”根据系统负载大小,通过查表来完成PID参数的整定;“直线运动”选择运动模式、参数、运动方向和距离大小;“往复运动”设定运动速度、加速度、幅值大 小及往复次数;“过程控制”对系统的运动位置进行实时监控,并能够随时中止运动过程。

        本文分析了一种基于音圈电机驱动的精密定位系统的定位平台的设计测试表明,所研制的精 密定位系统达到长行程、高精度、快响应的要求,满足了微光学阵列的快刀加工应用。对于具体的快刀加工过程中,系统在高频运动下的运动精度问题,以及应用其它控制方法(如模糊、神网络等)来进行运动补偿,是下一步研究的重点。