音圈電機(jī)是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移的直流伺服電機(jī).它基于安培力原理,即通電線圈放在磁場(chǎng)中產(chǎn)生力,力的大小與施加在線圈上的電流成正比。音圈電機(jī)在理論上有無(wú)限分辨率、無(wú)滯后、高響應(yīng)、高加速度、高速度、體積小且力特性好、控制方便等一系列優(yōu)點(diǎn),使它更適用于要求高加速度、高頻激勵(lì)、快速和高精度定位的控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)代磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器以及一些高精度的定位系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都采用音圈電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。

      在音圈電機(jī)組成的伺服系統(tǒng)中,控制目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置。由于執(zhí)行結(jié)構(gòu)和受控對(duì)象.慣性的存在簡(jiǎn)單地將目標(biāo)值(平臺(tái)預(yù)期位置)減去反饋回來(lái)的被控量(平臺(tái)實(shí)際位置)而形成的誤差信息作為控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),往往很難使伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性快速性和準(zhǔn)確性達(dá)到要求,因此必須通過(guò)校正來(lái)改善伺服性能。所以引人PID校正網(wǎng)絡(luò)來(lái)改善平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能,利用積分環(huán)節(jié)對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行改 善,微分環(huán)節(jié)對(duì)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行改善,同時(shí)減小系統(tǒng)的控制誤差.

 控制軟件編制

        對(duì)一般使用者來(lái)說(shuō),需要一個(gè)可視化的軟件系統(tǒng)來(lái)直接控制音圈電機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù),因此有必要編制一套交互性好的軟件系統(tǒng)。由于VB語(yǔ)言編程簡(jiǎn)單、界面友好,因此精密定位系統(tǒng)控制軟件采用VB進(jìn)行程序設(shè)計(jì);通過(guò)vB自帶的 Mscomm控件實(shí)現(xiàn)在LAC一1驅(qū)動(dòng)器和計(jì)算COM口的通訊功能。整個(gè)軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),其中“電機(jī)準(zhǔn)備”完成音圈電機(jī)運(yùn)動(dòng)前的相關(guān)準(zhǔn)備工作,包括加電、清空程序等;“加載質(zhì)量”根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載大小,通過(guò)查表來(lái)完成PID參數(shù)的整定;“直線運(yùn)動(dòng)”選擇運(yùn)動(dòng)模式、參數(shù)、運(yùn)動(dòng)方向和距離大小;“往復(fù)運(yùn)動(dòng)”設(shè)定運(yùn)動(dòng)速度、加速度、幅值大 小及往復(fù)次數(shù);“過(guò)程控制”對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并能夠隨時(shí)中止運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

        本文分析了一種基于音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)的精密定位系統(tǒng)的定位平臺(tái)的設(shè)計(jì)測(cè)試表明,所研制的精 密定位系統(tǒng)達(dá)到長(zhǎng)行程、高精度、快響應(yīng)的要求,滿足了微光學(xué)陣列的快刀加工應(yīng)用。對(duì)于具體的快刀加工過(guò)程中,系統(tǒng)在高頻運(yùn)動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)精度問(wèn)題,以及應(yīng)用其它控制方法(如模糊、神網(wǎng)絡(luò)等)來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,是下一步研究的重點(diǎn)。