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技術(shù)文章
高精密氣浮平臺(tái)及其直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性
閱讀：461 發(fā)布時(shí)間：2023-1-7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)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中精度較差，易產(chǎn)生超調(diào)和振蕩，限制了直線進(jìn)給精度，難以滿(mǎn)足超精密加工的要求。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 研究。
2、運(yùn)用有限元分析方法對(duì)自主開(kāi)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mat lab和mat lab-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(kāi)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(kāi)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)；對(duì)其阻尼特性與響應(yīng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
4、為了研究氣浮平臺(tái)的整體性能及其各關(guān)鍵零部件之間的相互影響，本文采用電磁-固耦合分析方法對(duì)具有磁流變阻尼的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的氣浮平臺(tái)進(jìn)行整體建模和靜力學(xué)特性研究。