數(shù)字切片掃描儀中混合式步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)抑制方法研究.pdf

1、兩相混合式步進(jìn)電機(jī)由于驅(qū)動(dòng)控制簡單、無累積誤差等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型的高分辨率數(shù)控定位系統(tǒng)當(dāng)中。但是它存在著兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)，一個(gè)是低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪音相對較大，另一個(gè)是當(dāng)頻率突變過大時(shí)的堵轉(zhuǎn)、丟步或者過沖也會(huì)導(dǎo)致其較大振動(dòng)，這兩個(gè)缺點(diǎn)對定位系統(tǒng)的精度會(huì)產(chǎn)生較大的影響。論文的研究可用于對精度要求微米級別的數(shù)字切片掃描儀中的步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)抑制。步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致掃描圖像精密度不夠甚至離焦情況的發(fā)生，并且還會(huì)導(dǎo)致掃描時(shí)間延長，

2、因此對數(shù)字切片掃描儀中步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)抑制方法的研究就顯得尤為有意義并具有較大實(shí)用價(jià)值。
　　論文由對電機(jī)的理解、振動(dòng)量測量、減振方法及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)四大部分構(gòu)成。首先，對數(shù)字切片掃描儀做了系統(tǒng)性的概述，研究了步進(jìn)電機(jī)的工作原理、運(yùn)行性能，分析對比了步進(jìn)電機(jī)的五種驅(qū)動(dòng)方式。其次，調(diào)研了步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)的原因，指出導(dǎo)致數(shù)字切片掃描儀中步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)的主要原因。研究了抑制步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)的三種方案，提出對步距角的細(xì)分以及升降頻曲線的設(shè)計(jì)是抑制步進(jìn)電機(jī)振

3、動(dòng)的主要方式。研究并分析了對步進(jìn)電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行振動(dòng)測量的方法。提出一種適用于掃描儀中步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)測量的方案，在不改變原有機(jī)械架構(gòu)的前提下，用高速攝像機(jī)替換普通掃描攝像機(jī)，直接拍攝切片焦面位置結(jié)合自動(dòng)聚焦梯度算法，利用聚焦線位置的波動(dòng)直觀反映步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)量。提出了對步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)進(jìn)行重復(fù)性測量的方法。通過MATLAB軟件編程對采集的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。之后，對步進(jìn)電機(jī)升降頻控制做了詳細(xì)研究，在步進(jìn)電機(jī)指數(shù)型規(guī)律速度函數(shù)的基礎(chǔ)上建立

4、了步進(jìn)電機(jī)復(fù)合曲線速度控制函數(shù)，并對四種不同條件下步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)測試所用的時(shí)長進(jìn)行了對比分析。最后，實(shí)驗(yàn)與性能分析部分對步距角細(xì)分、復(fù)合曲線升降頻控制兩種振動(dòng)抑制方式分別進(jìn)行了振動(dòng)測試實(shí)驗(yàn)；對梯形速度曲線步距角無細(xì)分、梯形速度曲線步距角16細(xì)分、復(fù)合型速度曲線步距角無細(xì)分以及復(fù)合型速度曲線步距角16細(xì)分四種條件下分別進(jìn)行了實(shí)際掃描驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并對抑制振動(dòng)效果及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　論文的研究使數(shù)字切片掃描儀中步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)得以能夠