基于超声电机的力矩补偿装置控制方法研究

为补偿卫星载荷运动产生的干扰力矩,设计了一种基于超声电机的力矩补偿机构。基于传统控制策略的比例、积分、微分(PID)闭环负反馈控制系统调速效果难以令人满意,在这种情况下建立了系统的数学模型,设计了基于模糊PI控制的闭环调速控制系统,并与传统的PI控制进行了对比。根据干扰力矩的给定形式,设计了飞轮运行的正弦速度给定曲线,仿真结果表明,该方法能够有效补偿载荷干扰力矩。此外,设计了以数字信号处理器(DSP)芯片为核心的硬件驱动控制电路,并进行了实验验证。结果表明,该算法比传统的PI控制效果更好,速度曲线跟踪精度明显提升。

双柔铰导向式双足压电直线电机的驱动电源设计

为了实现双柔铰导向式双足压电直线电机连续和步进2种作动模式,电机的驱动电源需要产生不同类型的驱动信号,并且通过改变驱动信号的幅值或频率可以改变电机的运行速度。根据该驱动要求采用嵌入式微处理器PSoC作为信号发生单元,应用直接数字式合成器技术产生3种模式的4路驱动信号,利用LM358构成的两级电压放大电路,再通过IRF630构成的功率放大电路对信号进行电压与功率放大。实验表明,该驱动电源能够输出不同模式的信号,输出电压幅值调节范围为0~120V,频率调节范围为0~2kHz,能够实现电机的工作模式、运行速度与运行方向的调节。

基于先进工艺技术的机电控制SiP电路的设计与测试

机电控制系统包含多款芯片,其小型化、轻量化的需求日益迫切,系统级封装(System in Package)技术作为一种先进封装手段能够将多款不同类型的芯片集成于更小的空间中。基于系统级封装技术,并结合TSV与FanOUT技术设计了一款机电控制SiP电路,该电路包括顶层DSP信号控制单元和底层FPGA信号处理单元,两者通过PoP(Package on Package)形式堆叠构成SiP电路,相比于常规分立器件所搭建的机电控制系统,该SiP体积缩小70%以上,重量减轻80%以上。针对该款SiP电路设计了相应的测试系统,且对内部的ADC及DAC等芯片提出了一种回环测试的方法,能够提高测试效率。测试结果表明,该电路满足设计要求,在机电控制领域具有一定的应用前景。

双柔铰导向式非共振压电直线电机

光波导封装等领域对拥有大行程、高精度以及高分辨率的微位移平台有大量需求,在研究微位移平台的过程中设计了一种双铰链导向式非共振压电直线电机。简述了电机的工作原理,完成了电机的结构设计,制作出电机的样机并完成相关的实验,实验设备主要有信号发生器、功率放大器、示波器和激光位移传感器等。实验表明,电机最大速度达到10.36mm/s,分辨率达到0.3μm,理论最大输出推力达到8.33N,电机设计达到预期目的。

基于SiP技术的导航微系统电路设计与实现

针对目前导航系统的小型化需求,研制了一种基于SiP技术的导航微系统电路。该微系统电路能实现射频基带一体化,内部集成了低噪声信号放大器、GNSS射频基带芯片、数字选择器、过流锁定保护芯片以及无源器件。采用高导热率氧化铝陶瓷管壳实现了良好的散热,利用双腔结构有效减小了模块的尺寸(仅为26mm×26mm),其面积缩小至原先板卡的26%。对模块进行仿真,其满足设计要求。测试结果表明,该电路能够实现GPS和BD的双模导航,定位精度达到10m,测速精度达到0.2m/s,实现了系统小型化的需求。