北航机电本科课程设计-二自由度平面运动位置伺服系统

下载后可任意编辑 1 1课程设计报告（题目） 院 （ 系 ） 名 称自动化学院 专 业 名 称机电控制 学 生 姓 名 指 导 老 师2024 年 11 月二自由度平面运动位置伺服系统 下载后可任意编辑 学生: 指导老师: 摘要本文试图设计一套精度高,动态响应好的二自由度平面伺服系统。系统工作在一个竖直平面内，分作 Z,Y 两轴子系统，可以独立在所属的轴上进行直线移动，从而使负载可以在预定平面区域内达到任意位置。通过上位机的人机交互界面，操纵员可以命令负载移动到某一特定位置，也可以让系统进入连续的正弦或脉冲等自动运行状态。同时下位机与上位机配合，下位机得到上位机的控制指令后，通过控制盒驱动直线电机快速平稳的达到预定位置，其各项精度，动态响应指标应满足任务书要求。为了实现目标，我们选用了高精度的直线滑轨和动态特性良好的直线永磁电机。采纳碳纤维方形管模具，裹以多层碳纤维双向编织布和钛金箔搭成竖直平面的框架，以保证导轨，电机安装平面的刚度和重量限制等要求。下位机采纳速度环，电流环双闭环 PID 控制，大大提高了系统的动态性能。经过 matlab 仿真分析，本文设计的系统动态响应满足要求。强度方面，做了简单的校核，仍需 ANSYS 有限元分析等后续工作，本文并未涉及。下文将根据总体方案的拟定，导轨选型，电机选型，光栅尺选型,框架横梁的设计，控制方案设计，matlab 仿真的顺序来介绍这个二自由度的平面伺服系统。关键词：二维平面 伺服系统 直线电机目录1.课程设计题目分析1.1 选题的背景....................................................................................4下载后可任意编辑1.2 技术分析........................................................................................41.3 报告主要内容和本人主要工作....................................................52.系统总体方案设计2.1 总体方案确定................................................................................62.2 直线导轨的选型及计算................................................................72.3 直线电机的选型及参数计算........................................................82.4 光栅尺选型：..............................................................................112.5框架横梁的设计...............................................