【摘 要】
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在现代工业科技大发展的时代下,精密加工和检测工业的发展突飞猛进,尤其是在小型微电机的力控制方面,对其要求更是越来越严谨。所以,研究力控制系统,使其有更快的响应速度,更
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在现代工业科技大发展的时代下,精密加工和检测工业的发展突飞猛进,尤其是在小型微电机的力控制方面,对其要求更是越来越严谨。所以,研究力控制系统,使其有更快的响应速度,更好的跟踪性能,更精确的控制精度,具有非常重要的意义。但是,在目前实际的力控制系统运行过程中,现在的力控制系统越来越不能满足精密加工和检测工艺日益严苛的要求。PID控制算法是最常规而且比较有效的控制在方法,但是控制信号的改变对其影响较大,抗干扰能力较差,不能满足力控制系统的高精确性要求。本文基于DSP和音圈电机的力控制系统,引入前馈控制和电流环PI控制相结合的控制方法,在力控制系统中进行了研究、设计和分析,结合触摸屏性能检测工艺进行研究设计。第一,本文开始对力控制系统的发展和研究现状进行了研究分析,并对音圈电机的基本结构工作原理进行了研究分析,在进行力学和电学分析之后,得到电机数学模型,针对该力控制系统,进行动态特性参数与控制参数的最优化分析。第二,基于电机的数学模型,研究触摸屏性能检测的力控制策略,并进行了仿真分析。为提高力的精度和电机响应速度,电流环采用PI反馈控制,结合前馈控制,用前馈补偿的形式弥补力的动态滞后量,提高推力精度与响应速度。第三,设计了力控制系统的硬件系统。硬件系统设计包括:DSP控制器及其外围电路设计、驱动电路设计、电流采样信号和过流保护电路设计和工程位置检测电路设计。第四,设计了力控制系统的软件系统。软件设计包括:主程序设计、中断服务子程序设计、前馈算法程序设计,整个程序采用模块化设计,包括电流环模块设计和位置检测模块设计。建立了模拟实验平台,进行了实验研究,分析了实验数据,验证了理论的正确性和控制方法的可行性。
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