特种机电系统摩擦力矩测试方法研究和应用

发布时间：2023-05-11 02:39

　　本选题来源于国家预研项目，主要研究了导引头伺服机构最大静摩擦力矩和动摩擦力矩的测量和数据处理方法。该课题对指导伺服机构装配、装调和故障诊断，有非常重要的意义。 本文首先介绍了摩擦及其摩擦模型，概括总结了摩擦力矩的影响因素，并且重点研究了特种机电系统摩擦力矩的测量方法。其次进行了伺服机构测试系统的总体方案和软硬件的设计，搭建了摩擦力矩测试平台，开发了摩擦力矩测试软件，实现了最大静摩擦力矩和动摩擦力矩的数据采集、保存和最小二乘拟合。此外，设计了基于Stribeck摩擦模型的辨识实验，实现对摩擦力矩模型的参数辨识。 最后，测量了伺服机构的最大静摩擦力矩和动摩擦力矩，验证了测试方案的可行性，为导引头伺服机构的研究提供了依据。

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 摩擦及其摩擦力矩测试方法研究
    2.1 摩擦现象研究
        2.1.1 摩擦简介
        2.1.2 摩擦的动态现象
        2.1.3 伺服系统的摩擦现象
        2.1.4 摩擦力矩的影响因素
    2.2 摩擦模型介绍与分析
        2.2.1 静态模型
        2.2.2 动态摩擦模型
        2.2.3 摩擦模型比较
    2.3 摩擦力矩的测试方法研究
    2.4 本章小结
第三章 测试系统的总体设计方案及硬件集成
    3.1 总体设计方案
        3.1.1 摩擦力矩测试系统的实现功能
        3.1.2 摩擦力矩测试系统的组成
        3.1.3 摩擦力矩测试系统测试方案
    3.2 系统的硬件集成
        3.2.1 控制电机选型
        3.2.2 控制单元选型
        3.2.3 角度测量装置的选型
        3.2.4 编码器信号的一转二电路设计
        3.2.5 数据采集卡选型
        3.2.6 系统搭建
    3.3 本章小结
第四章 测试系统的软件设计
    4.1 软件平台的选择
    4.2 软件实现功能
    4.3 软件总体方案
        4.3.1 软件模块设计
        4.3.2 软件设计总流程
    4.4 模块功能实现
    4.5 电机的控制方法研究
        4.5.1 电机控制 PID 算法
        4.5.2 直流力矩电机特性及调速特性
    4.6 软件界面设计
    4.7 软件功能实现
        4.7.1 最大静摩擦力矩测试功能实现
        4.7.2 动摩擦力矩测试功能实现
        4.7.3 数据存储功能实现
        4.7.4 数据处理功能实现
    4.8 本章小结
第五章 测试系统实验
    5.1 实验系统安装调试
    5.2 电流—力矩关系标定
        5.2.1 电流—力矩关系标定方法研究
        5.2.2 电流—力矩曲线标定数据及分析
    5.3 电机定位实验
    5.4 最大静摩擦力矩测试实验
    5.5 动摩擦力矩测试
    5.6 最小二乘法速度—力矩曲线拟合分析
    5.7 摩擦力矩参数辨识
        5.7.1 摩擦力矩辨识实验设计
        5.7.2 摩擦力矩实验辨识
        5.7.3 辨识结果分析
    5.8 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献



本文编号：3813991