2. 2數(shù)控加工中心龍門磁懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
龍門移動數(shù)控加工中心移動橫梁由其下方的兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)共同懸浮,電磁懸 浮系統(tǒng)的控制精度決定了橫梁的懸浮精度和加工部件的精度。橫梁兩側(cè)和上方都設(shè)置 有導(dǎo)向單元,從而實(shí)現(xiàn)懸浮橫梁水平方向的移動。導(dǎo)向水平方向運(yùn)動單元與豎直方向 懸浮單元都是采用吸引型電磁懸浮系統(tǒng)。由于懸浮橫梁由兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)共同懸 浮,因此兩個(gè)電磁懸浮系統(tǒng)需要保持很好的協(xié)調(diào)同步運(yùn)行才能保證懸浮橫梁水平方向 具有較高的精度[24]。
2. 3電磁懸浮系統(tǒng)原理及其數(shù)學(xué)模型
圖2.2為單電磁懸浮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2.2中上端為固定導(dǎo)軌,下端為被懸浮的橫梁。m為懸浮橫梁的一半質(zhì)量,m⑷ 為電磁線圈的感應(yīng)出來的電壓;FGcj為電磁懸浮系統(tǒng)的電磁力;外界干擾力或 擾動力;C(/)為懸浮氣隙;為懸浮氣隙磁通;為漏磁通;
單電磁懸浮系統(tǒng)運(yùn)動時(shí)只考慮相對于導(dǎo)軌的運(yùn)動而忽略導(dǎo)軌的形變及自身的彈 性形變。同時(shí)假設(shè)忽略:
(1) 鐵芯的漏磁和邊際效應(yīng)。
(2) 鐵芯和導(dǎo)軌之間空氣間隙磁阻。理想地認(rèn)為電磁懸浮系統(tǒng)內(nèi)只有線性的磁化 曲線,氣隙上的磁通密度和磁場強(qiáng)度在鐵芯上都是均勻分布的。
(3) 其他運(yùn)動自由度,而只考慮豎直方向上的運(yùn)動。
規(guī)定向下的力為正方向,由牛頓第二運(yùn)動定律推出力-加速度方程:
由于電磁鐵和導(dǎo)軌之間的電阻被忽略了,所以懸浮氣隙上集結(jié)了幾乎所有電磁鐵 與移動橫梁所組成磁路的磁阻。則氣隙有效磁阻為:懸浮系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型由加速度運(yùn)動方程、電壓-電流方程和 電磁感應(yīng)力方程組成。由于電磁力表達(dá)式中含有電流和氣隙的二次方向項(xiàng),因此整個(gè) 懸浮系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型存在著非線性特性。所以電磁懸浮系統(tǒng)是一個(gè)非線性系統(tǒng)。
本文采摘自“數(shù)控加工中心龍門磁懸浮系統(tǒng)耦合分析及控制研究”,因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示,有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章!本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考,轉(zhuǎn)載請注明!
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