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半程主动电磁阻尼技术及在标准力源装置上的应用研究

作　者: 张兴田
导　师: 张学成
学　校: 吉林大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 标准力源装置静重机低频摆动半程主动电磁阻尼
分类号: TP206.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 33次
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内容摘要

无论在国民经济诸领域还是在科学研究与生产检验中,经常遇到计量力的各种实际问题,标准力源装置就是一种能够产生标准力值的固定式力值计量器具。在力值准确度和力值稳定性方面,静重式标准力源装置(也称静重式力标准机或静重机)具有明显的优势,有着其它标准力源装置难以替代的作用。静重式标准力源装置是用标准天平称量过的砝码加载到所要标定的仪器上,通过与标准砝码的比对进行力值标定的。砝码加卸载过程中由于自身因素和外部干扰,难免会产生低频摆动现象,从而降低了标准力源装置的力值准确度,延长了读数稳定时间并且降低了工作效率。传统的方法或技术无法对砝码的低频摆动实现有效且非接触地抑制。为解决上述问题,本论文首次提出了采用“半程主动电磁阻尼技术”对砝码低频摆动进行抑制的思想及实现方法,并对其进行了理论分析和实验验证。实验表明,半程主动电磁阻尼技术是正确可行的,与传统的抑制砝码低频摆动的方法相比具有结构简单、经济实用、控制简单、响应灵敏、阻尼效果更明显等特点,且与砝码无接触无干扰,符合国际法制计量组织第60号建议(OIML R60 2000)以及我国《称重传感器计量规程》的规定。该技术不仅适用于静重式标准力源装置,对杠杆式标准力源装置或其他精密仪器中低频摆动现象的抑制也同样适用。这种新型的抑制标准力源装置中低频摆动的方法和技术对提高标准力源装置力值准确度、促进测力仪行业的生产发展、推动我国力值计量行业的技术进步等具有重要的现实意义和实用价值。

全文目录

提要  4-8
第一章绪论  8-17
  1.1 概述  8
  1.2 本课题的背景与意义  8-10
    1.2.1 标准力源装置及工作中的低频摆动现象  8-10
    1.2.2 研究本课题的意义  10
  1.3 标准力源装置中抑制低频摆动方面的现状  10-12
  1.4 阻尼技术的研究与应用现状  12-15
  1.5 本课题的任务  15-17
第二章砝码吊挂系统的摆动分析  17-31
  2.1 静重式力标准机的结构与工作原理  17-19
  2.2 砝码吊挂系统产生摆动的原因  19
  2.3 砝码吊挂系统摆动对静重机工作的影响  19-22
    2.3.1 对读数稳定时间的影响  19-20
    2.3.2 对力值准确度的影响  20-22
    2.3.3 对工作效率的影响  22
  2.4 砝码吊挂摆动系统的物理与数学模型  22-25
  2.5 砝码吊挂系统摆动的快速抑制原理  25-29
  2.6 本章小结  29-31
第三章半程主动电磁阻尼技术的提出与实现  31-52
  3.1 引言  31-32
  3.2 半程主动电磁阻尼技术的提出  32-34
  3.3 半程主动电磁阻尼技术的实现  34-46
    3.3.1 半程主动电磁阻尼的控制律  35-36
    3.3.2 磁吸力的近似计算  36-42
    3.3.3 离散控制系统的设计  42-45
    3.3.4 控制系统的时滞补偿  45-46
  3.4 算例及其分析  46-50
  3.5 本章小结  50-52
第四章半程主动电磁阻尼实验系统  52-66
  4.1 系统总体结构及原理  52-53
  4.2 实验系统的硬件  53-62
    4.2.1 机械装置  53-54
    4.2.2 作动装置—电磁铁  54-55
    4.2.3 位移传感器  55-58
    4.2.4 A/D、D/A 转换装置  58-61
    4.2.5 功率放大电路  61-62
  4.3 实验系统的控制程序  62-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章实验  66-90
  5.1 实验结果及分析  66-89
    5.1.1 阻尼比不同对阻尼效果的影响实验  66-73
    5.1.2 砝码质量与位置不同对阻尼效果的影响实验  73-80
    5.1.3 气隙距离不同时对阻尼效果的影响实验  80-84
    5.1.4 恒值输出的“开关量”控制实验  84-89
  5.2 本章小结  89-90
第六章结论与展望  90-93
参考文献  93-98
摘要  98-101
ABSTRACT  101-105
致谢  105-106

半程主动电磁阻尼技术及在标准力源装置上的应用研究

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