基于电流变阻尼器气浮工作台关键技术的研究

作     者：尹文韬 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：芮延年

授予年度：2011年

学科分类：12[管理学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 120402[管理学-社会医学与卫生事业管理(可授管理学、医学学位)] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

主      题：直线电机驱动 气浮工作台 电流变阻尼器 理论与仿真 

摘      要：随着科学技术的发展,采用直线电机直接驱动工作台的方式越来越多。直线电机直接驱动与精密滚珠丝杠副传动进给方式相比,具有进给速度快、加速度高、定位精度好、行程长和动态响应快等特点。对于由直线电机驱动的气浮工作台来说,由于气浮工作台缺少必要的阻尼环节,使得直线电机进给系统阻尼小、抗扰动能力差,易产生超调和振荡现象,从而限制了直线电机直接驱动气浮工作台的使用范围。因此,开展直线电机直接驱动气浮工作台关键技术研究是一项非常有意义的工作。经过前期研究,本文提出了“基于电流变阻尼器气浮工作台关键技术的研究课题,本文通过研究首先构建了半主动控制电流变阻尼器气浮工作台数学模型;然后,利用构建的模型对系统关键结构进行了研究设计;最后利用MATLAB和ADAMS软件对所构建的系统进行了仿真实验,通过实验研究,初步证明了该方法能较好的解决直线电机直接驱动气浮工作台所存在的某些问题。本文研究内容可阐述如下: 第一章,绪论。首先阐述了论文研究的背景及意义,通过对国内外电流变液阻尼器与直线电机控制技术现状的研究,确立了本论文主要研究内容。 第二章,电流变阻尼器气浮工作台理论基础。为了能更好的开展后续的研究工作,本章对气浮工作台、电流变阻尼器技术进行了学习、归纳和研究。 第三章,半主动控制电流变阻尼器气浮工作台数学模型。根据经济高效实用的设计原则,本章通过半主动控制电流变阻尼器气浮工作台方案的比较设计,首先确立了最优方案,然后再通过对设计方案的研究,构建了“半主动控制电流变阻尼器气浮工作台数学模型。 第四章,关键结构设计。利用已构建的“半主动控制电流变阻尼器气浮工作台动力学模型,针对本章主要研究内容:气动控制阀和电流变阻尼器二个关键结构的设计,进行了较为深入的研究探讨。考虑到气浮轴承供气的稳定性,对传统气动控制阀进行了结构改进设计;从电流变阻尼器工作模式出发,研究设计了复合模式下的电流变阻尼器,并且通过能量损失守恒计算出电流变阻尼器等效线性阻尼系数,研究设计了一种新型的电流变阻尼器。 第五章,仿真实验。首先利用MATLAB对具有电流变阻尼器气浮工作台的动力学特性进行了仿真;再联合ADAMS软件,对“半主动控制电流变阻尼器进行联合仿真,通过仿真实验研究,初步证明了电流变阻尼器能较好的解决气浮工作台系统抗扰动能力差,易产生超调问题。 第六章,工作总结,本章主要对论文研究工作进行了回顾与展望。通过回顾与展望重点阐述了本论文主要创新点;也对研究工作存在的问题进行了总结,同时对本课题今后可能研究问题进行了展望。