高速精密氣浮平臺(tái)及其直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性研究.pdf

1、由于氣浮導(dǎo)軌具有高精度、低阻尼、低摩擦、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，直線電機(jī)具有無(wú)接觸、速度快、精度高、噪聲低等特點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中能夠直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，避免了滾珠絲杠、螺母等中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了直接驅(qū)動(dòng)。因此，直線電機(jī)和氣浮導(dǎo)軌的結(jié)合，能夠充分發(fā)揮各自的特點(diǎn)，適合應(yīng)用于精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)之中。但由于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速精密氣浮平臺(tái)加速度變化的不連續(xù)性以及缺少中間彈性阻尼環(huán)節(jié)，抗干擾能力較差，易產(chǎn)生超調(diào)和振蕩，限制了直線進(jìn)給精度，難以滿足超精密加工

2、的要求。因此，為解決直線電機(jī)及直線氣浮運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，本文研究了磁流變阻尼直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速精密氣浮平臺(tái)技術(shù)。研究對(duì)象主要由氣浮導(dǎo)軌模塊、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和磁流變阻尼器模塊三大部分組成。具體研究?jī)?nèi)容主要包括： 1、基于Ansys有限元分析軟件平臺(tái)，采用有限元方法對(duì)氣浮導(dǎo)軌的特性進(jìn)行分析，研究氣浮導(dǎo)軌在不同承載工況下空氣靜壓軸承的動(dòng)反力及氣膜靜剛度的非線性變化，并建立流固耦合模態(tài)有限元分析方法對(duì)氣浮平臺(tái)的固有振動(dòng)特性進(jìn)行研

3、究。 2、運(yùn)用有限元分析方法對(duì)自主開發(fā)的雙邊永磁直流直線電機(jī)的磁場(chǎng)分布與力學(xué)特性進(jìn)行分析。以此為基礎(chǔ)，分別采用matlab和matlab-Adams機(jī)電聯(lián)合分析方法研究這種直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性。 3、為了研究適用于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的氣浮平臺(tái)的阻尼器，本文對(duì)比分析了閉式磁流變阻尼器與開式電流變阻尼器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種新型結(jié)構(gòu)的開式磁流變阻尼器，運(yùn)用有限元方法分析其磁場(chǎng)分布，并對(duì)其關(guān)鍵尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；最后，對(duì)其阻尼特性與響應(yīng)特性