【摘 要】
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精密测量是精密加工的基础,对确保精密加工水平有着重要作用。随着先进制造技术的发展,高精度位移传感器面临着更广泛的需求。DVD读取头是光驱上光盘信号跟踪和读取的核心部件,感测精度高,成本低。以读取头现有结构结合软硬件设计开发位移传感器,用于精密测量,具有实用意义。本文围绕DVD读取头展开研究,开发基于DVD读取头的位移传感器,主要研究内容包括:1.设计了DVD读取头聚焦误差信号采集电路和音圈电机的驱
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精密测量是精密加工的基础,对确保精密加工水平有着重要作用。随着先进制造技术的发展,高精度位移传感器面临着更广泛的需求。DVD读取头是光驱上光盘信号跟踪和读取的核心部件,感测精度高,成本低。以读取头现有结构结合软硬件设计开发位移传感器,用于精密测量,具有实用意义。本文围绕DVD读取头展开研究,开发基于DVD读取头的位移传感器,主要研究内容包括:1.设计了DVD读取头聚焦误差信号采集电路和音圈电机的驱动控制电路,通过聚焦误差信号采集给予音圈电机伺服反馈控制,实现DVD读取头的自聚焦,同时由音圈电机控制电压读取位移量。2.在仿真分析了最小二乘法、极值法和遗传算法的参数辨识效果基础上,提出了极值法初辨识、遗传算法再辨识的音圈电机动态特性参数辨识方法,完成基于DVD读取头聚焦误差信号的音圈电机系统阶跃响应实验,实现音圈电机系统参数辨识。3.参数辨识的基础上,在Simulink环境下以实验凑试法完成PID参数整定,并结合实验实现PID控制参数优化;提出积分饱和分离算法,防止控制过程中系统超调量超出聚焦误差信号的线性范围导致控制失效。4.实验测量传感器电压与位移间的关系,并以Preisach模型对传感器迟滞特性进行补偿。5.完成了传感器性能测试实验,验证了其良好的精度特性。
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