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精密主动隔振台控制系统设计与研究

作　者: 王君锋
导　师: 徐振高
学　校: 华中科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 主动隔振控制器设计自适应算法仿真实验
分类号: TB535.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 22次
引　用: 0次
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内容摘要

超精密加工、测量设备精度不断提高，对加工和测量环境要求也越来越高。地基振动是影响精度的一个重要因素。精密主动隔振台结合主动、被动隔振的优点，在实现良好的隔振效果的同时可以获得更宽的隔振频带。控制系统是精密隔振台的重要组成部分，其性能优劣直接影响隔振台的隔振效果。本文以单自由度隔振台为研究对象，分析了单自由度主动隔振台的工作原理，对单自由度精密主动隔振台进行了理论建模，在此基础上设计了基于PID算法的反馈控制器和基于自适应算法的前馈控制器，并对前馈控制器进行了仿真实验。根据隔振系统的控制要求，设计了控制器总体硬件框架，提出了传感器模块、驱动模块和控制核心模块设计需求，并分别完成了传感器选型和对应信号处理电路设计，驱动模块选型设计，和控制核心模块选型设计。分析了隔振系统控制软件设计需求，选取Windows XPe+RTX作为软件开发环境，设计了控制软件总体框架，并从实时驱动模块、共享内存模块和人机交互模块进行了软件详细设计。最后介绍了实验台组成和测试方法，并对控制器和控制系统软硬件进行了实验测试。实验效果表明控制系统设计满足控制要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题来源  9
  1.2 课题目的及意义  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-16
  1.4 本文主要研究内容  16-17
2 控制系统总体设计  17-31
  2.1 主动隔振系统工作原理  17-18
  2.2 隔振台建模与分析  18-21
  2.3 控制器设计  21-30
  2.4 本章小结  30-31
3 隔振台控制器硬件设计  31-43
  3.1 控制系统硬件框架  31
  3.2 传感器模块设计  31-39
  3.3 驱动模块设计  39-41
  3.4 控制模块设计  41-42
  3.5 本章小结  42-43
4 隔振台控制器软件设计  43-53
  4.1 软件开发环境介绍  43-44
  4.2 控制系统软件框架  44-48
  4.3 软件模块详细设计  48-52
  4.4 本章小结  52-53
5 控制器测试和实验  53-58
  5.1 实验平台构建  53-54
  5.2 测试系统搭建  54
  5.3 隔振台控制实验和分析  54-57
  5.4 本章小结  57-58
6 全文总结与研究展望  58-60
  6.1 全文总结  58
  6.2 研究展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
附录 1 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  65

精密主动隔振台控制系统设计与研究

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