基于DSP的VCM伺服控制系统的研制.pdf

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1、基于DSP的VCM伺服控制系统的研制TheImplementationoftheDSP·-basedVCMServoControllerSystem2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：柱强哉触雪务投委员：嘲帔匀沌砖六专刁敦屯名二当仓陋修珥叫耖绝．钏吼诲守伽～．厥独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盒匿王些太堂或其他教育机构的学位或

2、证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。基于DSP的VCM伺服控制系统的研制摘要随着微机电系统(MEMS)技术与纳米加工、测量技术的蓬勃发展，无论是科学研究，还是工业生产对物理实体几何尺寸的加工和测量精度要求都发展到了微／纳米级。因此对加工和测量环境也提出了更高的要求，通常需要恒温、净噪等条件。然而振动干扰无处不在，且很难根本消除，所以低频微振动的抑制与隔离便成了微／纳米加工、测量中极其重要的一个研究课题。在主动抗振的研究、应用领域，采用音圈电机的主动吸振器来吸收低频微振动越来越受到人们的亲睐。因其具有体积小、结构简单、线性力

3、．行程、高速和高加速度等特性，在精密仪器仪表和微／纳米加工测量领域有着广泛地研究前景。本论文通过对市场现有隔振产品以及国内外大量科研文献的参考和研究，采用了双层主动与被动相结合的混合振动隔离系统。在利用动力学模型和Matlab工具软件分析、仿真了一维被动隔振系统、一维主动隔振系统、双层被动隔振系统，以及音圈电机用于主动吸振器的效果的基础上，结合本实验室原有恒温箱和箱体内的测量平台的结构，设计了新的恒温箱总成体的隔振方案，提高了恒温箱总成体的隔振适应性。文中针对这种混合隔振系统，设计了Fuzzy．PID控制器，并利用Matlab工具软件仿真、比较了不同振动干扰输入时，该混合隔振系统与被

4、动隔振系统的表现。仿真结果表明，该混合隔振系统对低频微振动的抑制、隔离效果明显优于被动隔振系统。并以TI的DSPTMS320F2812为运算控制核心，设计了该混合隔振系统的控制硬件电路。在参考gC／OS—II中的时钟节拍和消息队列思想的基础上，设计了一种基于系统时钟节拍和消息机制的软件系统，以满足控制系统的实时性要求。该软件系统完全由C语言编写而成，对硬件的依赖度小，可以很方便地移植到其他控制硬件和项目中去。关键词：低频，主动隔振，音圈电机，Fuzzy-PID，Matlab，DSP，时钟节拍，消息机制TheImplementationoftheControllerDSP．basedV

5、CMServoSystemAbstractAstherapiddevelopmentoftheMicroElectromechanicalSystem(MEMS)technologyandtheNano—processingandNano-measurementtechniques，whetherscientificorindustrialproductionofthephysicalentitygeometryprocessingandmeasurementaccuracyrequirementsarcdevelopedtothemicro／nanolevel．Therefore，

6、processingandmeasurementenvironmentforahigherrequirement，usuallyneedtheconstanttemperature，thenetnoiseandotherconditions．However,thevibrationiseverywhere，andit’Sdifficulttoeliminateit．So，thesuppressionandisolationofthelow--frequencymicro··vibrationhasbecomeoneoftheextremelyimportantresearchtopi

7、csinthefieldofthemicro／nanoprocessingandmeasurement．Inthefieldofresearchandapplicationoftheactivevibrationsuppression，usingtheVCM—basedactivevibrationabsorbertoabsorbthelow·-frequencymicro·-vibrationisbecomingmoreandmorepopular．As