一种刚柔耦合振镜电机及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种刚柔耦合振镜电机及其控制方法，所述刚柔耦合振镜电机包括：定子、相对于所述定子转动的转子、轴承座和光栅编码器；所述转子包括：转轴、刚柔耦合轴承和多个磁铁；所述转轴上安装有所述刚柔耦合轴承；所述轴承座通过所述刚柔耦合轴承将所述转子定位在所述定子中；所述刚柔耦合轴承包括：刚性轴承和能够发生弹性形变的柔性铰链环，所述柔性铰链环被固定在所述刚性轴承的内圈内；所述光栅编码器用于测量所述转轴的角位移量。本发明专利技术利用柔性铰链环的弹性变形来克服摩擦死区，并利用状态观测器ESO估计出电机运动过程中的扰动信息，通过刚柔耦合设计，降低了ESO的扰动带宽，提高了自抗扰控制的性能，提高了控制精度。

A rigid flexible coupling galvanometer motor and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种刚柔耦合振镜电机及其控制方法
本专利技术涉及振镜电机的
，更具体地，涉及一种刚柔耦合振镜电机及其控制方法。
技术介绍
振镜电机是一种特殊的摆动电机，在激光打标、激光内雕、激光打孔、舞台灯光控制等方面被广泛使用。振镜电机中运动副之间表面粗糙度的不确定变化会导致摩擦阻力的幅值不确定变化，而在电机转子的启动、停止和微进给过程中，电机转子的转速相对较低，上述摩擦阻力的幅值波动容易导致运动平台出现“爬行”现象。在闭环控制系统作用下，驱动器将会通过增大驱动力的方式来克服摩擦阻力，补偿振镜电机转轴的定位误差。在上述补偿过程中，电机转轴将经历频繁的“静止→运动”状态切换。在“静止→运动”过程中，运动副之间的摩擦阻力会经历“静摩擦力→动摩擦力”的状态切换，而静摩擦系数与动摩擦系数之间的差异会导致上述状态切换瞬间的加速度突变，造成旋转平台在最终定位位置附近的“抖动”，影响定位精度。如何降低在启动、停止和微旋转过程中由于摩擦状态切换造成的定位误差影响是影响振镜电机执行精度的重要问题。针对上述问题，目前存在如下解决方案：1.建立精确的摩擦力模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚柔耦合振镜电机，其特征在于，所述刚柔耦合振镜电机包括：定子、相对于所述定子转动的转子、轴承座和光栅编码器；/n所述转子包括：转轴、刚柔耦合轴承和多个磁铁；/n所述多个磁铁极性交替地粘贴在所述转轴上；/n所述转轴上安装有所述刚柔耦合轴承；/n所述轴承座通过所述刚柔耦合轴承将所述转子定位在所述定子中；/n所述刚柔耦合轴承包括：刚性轴承和能够发生弹性形变的柔性铰链环，所述柔性铰链环被固定在所述刚性轴承的内圈内；/n所述光栅编码器用于测量所述转轴的角位移量。/n

【技术特征摘要】
1.一种刚柔耦合振镜电机，其特征在于，所述刚柔耦合振镜电机包括：定子、相对于所述定子转动的转子、轴承座和光栅编码器；
所述转子包括：转轴、刚柔耦合轴承和多个磁铁；
所述多个磁铁极性交替地粘贴在所述转轴上；
所述转轴上安装有所述刚柔耦合轴承；
所述轴承座通过所述刚柔耦合轴承将所述转子定位在所述定子中；
所述刚柔耦合轴承包括：刚性轴承和能够发生弹性形变的柔性铰链环，所述柔性铰链环被固定在所述刚性轴承的内圈内；
所述光栅编码器用于测量所述转轴的角位移量。


2.根据权利要求1所述的刚柔耦合振镜电机，其特征在于，所述柔性铰链环包括：柔性铰链环内环、柔性铰链环外环和柔性铰链片组；
所述柔性铰链环内环与所述转轴紧密接触，所述柔性铰链环外环与所述刚性轴承的内圈紧密接触，所述柔性铰链片组在所述柔性铰链环内环与所述柔性铰链环外环之间环型等距分布。


3.根据权利要求2所述的刚柔耦合振镜电机，其特征在于，所述柔性铰链环的材质为铝合金且采用一体式加工制造。


4.根据权利要求1-3任一项所述的刚柔耦合振镜电机，其特征在于，所述刚柔耦合振镜电机还包括：机座、固定在机座上的读数头安装架和固定在所述转轴上的编码盘安装架；
所述光栅编码器包括：编码器码盘和与所述编码器码盘组合使用的光栅读数头；
所述编码器码盘固定在编码盘安装架上；
所述光栅读数头固定在所述读数头安装架上。


5.根据权利要求1-3任一项所述的刚柔耦合振镜电机，其特征在于，所述刚柔耦合振镜电机还包括：振镜镜片和夹套；
所述夹套将所述振镜镜片固定在转轴的一端。


6.一种用于控制权利要求1-5任一项所述的刚柔耦合振镜电机的方法，其特征在于，所述方法需要对运动规划的最大加速度做限制，所述最大加速度由驱动单元正常运行时能产生的最大转矩减去最大扰动力再除以电机转子惯量得到；
所述方法还包括以下步骤：
步骤1，设置电机转轴的反馈，以转子的驱动单元为执行器，建立所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦胜强，杨志军，彭皓，白有盾，黄观新，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44