大行程气动恒张力装置的研究

发布时间：2017-09-06 23:49

  本文关键词：大行程气动恒张力装置的研究

  更多相关文章： 气动恒张力 模态测试 电磁力补偿 maxwell仿真

【摘要】：为确保航天器在太空中的正常工作,航天器在发射之前进行准确的地面测试是十分必要的。随着航空事业的不断发展,航天器地面测试的要求也不断的提高。零重力环境的模拟方法很多,相比之下,气动恒张力装置具有更多的优越性,其优点为可压缩性好,刚度低,节能高效,清洁无污染,维护方便等。气动恒张力装置主要的指标反应在其最高固有频率、输出力特性和运动行程上。通过无摩擦气缸,电磁力补偿装置等关键部分的改进,提高系统的输出力的精度,加入伺服电机的跟随技术,可以间接延长气动恒张力装置的运动行程。本文主要工作与成果如下:1.提出整体构想,并分析伺服跟随系统,电磁力系统,气动系统三个子系统的配合。2.通过maxwell软件,对大行程气动恒张力装置电磁力补偿系统进行磁路的仿真分析以及结构的优化,很大程度上减小了电磁力的波动,为磁路的设计提供了理论根据,降低了电磁力的控制难度,提高了输出力的精度。3.整体设计方案的设计,分析各执行模块的控制方案,绘制PCB板,定制各板子间的通讯协议,编写MCU程序并进行调试。4.对电磁力补偿装置进行科学的实验,对比仿真结果,分析二者相似点的意义和不同点的原因。
【关键词】：气动恒张力 模态测试 电磁力补偿 maxwell仿真
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V416.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符号说明9-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题背景11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 课题的主要研究内容14-17
• 第2章 大行程气动恒张力装置机械结构及原理17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 大行程气动恒张力装置的工作原理17-18
• 2.3 气动恒张力装置18-21
• 2.4 电磁力补偿装置21-22
• 2.5 电机跟随装置22-23
• 2.6 本章小结23-25
• 第3章 电磁力补偿装置仿真及优化25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 电磁力补偿装置的引入25-26
• 3.3 电磁力补偿装置的结构及原理26-27
• 3.4 电磁力补偿装置Maxwell仿真27-33
• 3.4.1 二维电磁场基本理论27-28
• 3.4.2 电磁力补偿装置的模型及参数设置28-29
• 3.4.3 后处理及仿真结果29-33
• 3.5 电磁力补偿装置结构优化33-39
• 3.5.1 导磁体磁饱和现象33-34
• 3.5.2 导磁体结构优化34-37
• 3.5.3 线圈磁场对静磁场的影响37-38
• 3.5.4 电磁力-电流特性仿真38-39
• 3.6 本章小结39-41
• 第4章 大行程气动恒张力装置控制系统41-59
• 4.1 引言41
• 4.2 控制系统总体框架41-42
• 4.3 主板卡设计42-48
• 4.3.1 CAN接口42-44
• 4.3.2 Ethernet接口44-46
• 4.3.3 PWM输出46-47
• 4.3.4 主板卡软件设计47-48
• 4.4 信号采样电路设计48-52
• 4.4.1 力采样模块48-50
• 4.4.2 位移采样模块50-51
• 4.4.3 气压采样模块51-52
• 4.5 电磁力模块52-54
• 4.5.1 电磁力模块电路52-53
• 4.5.2 电磁力计算53-54
• 4.6 伺服控制系统设计54-58
• 4.6.1 电机跟随模块驱动电路54-55
• 4.6.2 电机传动模型55-56
• 4.6.3 伺服控制系统方案与控制策略56-58
• 4.7 本章小结58-59
• 第5章 实验与分析59-65
• 5.1 实验装置介绍59-60
• 5.2 实验数据60-64
• 5.2.1 电流-占空比实验60-61
• 5.2.2 电磁力-位移特性实验61-63
• 5.2.3 电磁力-电流特性实验63-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 6.1 总结65
• 6.2 创新点65-66
• 6.3 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果73

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本文编号：806187