音圈電機伺服驅動(dòng)器與運動(dòng)機構設計
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3 音圈電機的控制策略
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/284997.htm“控制”可以定義為一個(gè)系統中一個(gè)或多個(gè)輸出量產(chǎn)生影響的結果，其特征是開(kāi)環(huán)作用路徑，即控制鏈路?！罢{節”是在一個(gè)系統中，對被調節量連續不斷地進(jìn)行檢測，與基準量進(jìn)行比較，并從與基準量平衡補償的意義上對該被調量產(chǎn)生影響的過(guò)程，其特征是閉環(huán)作用路徑，即調節回路。音圈電機伺服控制采用兩閉環(huán)控制，內環(huán)為速度流環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)。如圖5所示。
3.1 音圈電機速度環(huán)
驅動(dòng)器速度環(huán)以位置為調整目標，時(shí)刻檢測音圈電機的位置信息，進(jìn)而調整速度。因為現實(shí)中電機準確定位，用固定占空比控制會(huì )導致電機速度隨著(zhù)負載的變化而變化。選用MicroE公司的光柵尺作為反饋回路的反饋傳感器。MicroEMTE系列微型讀數頭，增強型的分辨率0.5μm，標準型的分辨率為1μm。對速度反饋量做PID算法占空比可以實(shí)現速度閉環(huán)。如圖6。
3.2 音圈電機電流環(huán)
電流閉環(huán)模式下驅動(dòng)器以轉矩為調整目標，使得電機能以最大轉矩轉動(dòng)。電流環(huán)的作用主要是2個(gè)，一是啟動(dòng)過(guò)程的加速，二是對電機最大工作電流的保護。
4 實(shí)驗結果分析
4.1 開(kāi)環(huán)測試
音圈電機在開(kāi)環(huán)控制下，輸入階躍信號，輸出跟隨的能力如圖7。
在開(kāi)環(huán)控制下，音圈電機超調量為20%，響應速度慢，所以無(wú)法滿(mǎn)足系統的控制精度的要求，所以考慮用閉環(huán)控制。
4.2 閉環(huán)測試
音圈電機在做高速時(shí)的速度曲線(xiàn)和位置曲線(xiàn)如圖8。
在閉環(huán)控制下，音圈電機的速度為200mm/s，加速度為5m/s2，位移量為8000個(gè)counts。位置超調量<10counts，整定時(shí)間5ms時(shí)，穩態(tài)誤差：土4 counts，整定時(shí)間10ms時(shí)，穩態(tài)誤差：土1 count。如圖9。
5 結論
本文采用STM32F103VCT6作為控制器，運用PID算法對音圈電機位置進(jìn)行了精確控制，最大電流為3A，穩態(tài)調整誤差為土1 count，最大速度：6m/s，最大加速度5g。最終實(shí)現了音圈電機的高加速、高速度、高響應等特性。
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本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第1期第65頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。
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