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精密定位技术是微机电系统的制造及微细加工技术中的关键技术,传统的电机难以实现微观领域研究中所需要的精密运动和定位,惯性冲击电机(IDM)凭借其定位精度高、结构简单、负载能力强的特点而备受关注。本文主要研究开发了适用于驱动IDM的电压型直流放大式驱动电源。
本文的工作集中于驱动电源的硬件设计,主要包括三个功能单元的开发:信号发生单元、直流电源单元及高压放大单元。信号发生单元采用单片机编程实现任意波形的生成,凭借在系统编程技术,能够轻易对程序就行修改维护。直流电源单元分为低压直流电源和高压直流电源。低压直流电源采用集成稳压器件搭建,高压直流电源则利用串联稳压电路来实现。高压放大单元包括电压放大级和电流扩展级,分别实现电压和电流的放大。电压放大级采用集成放大器实现,电流扩展级则采用功率MOS管组成互补输出电路。通过实验的验证,驱动电源在稳定性、安全性、易操作性及通用性上均达到了设计要求。
本文还利用Simulink对IDM系统进行了建模仿真,分析IDM的运动过程。还对电路原理进行了EDA仿真,了解功率器件的工作状态,更好的指导驱动电源的设计。最后对驱动信号波形进行了优化,找到了能提高IDM性能的优化波形。