Projeto de controle e acionamento de micro motor plano baseado em levitação magnética anti

ZHANG He ,  

SHI Zhichao ,  

ZHU Zhiwei ,  

摘要

Para enfrentar os problemas de movimento contínuo limitado do micro motor plano com levitação magnética permanente e da complexidade da estrutura de acionamento, este artigo propõe um design unificado para um micro motor plano de três graus de liberdade com acionamento unilateral voltado para uma matriz de ímãs permanentes, alcançando a simplificação estrutural e o controle desacoplado de múltiplos graus de liberdade. O sistema utiliza uma placa de circuito impresso ultrafina com bobinas em forma de serpentina, construindo um campo magnético ajustável através de quatro correntes independentes; com base na análise do campo magnético e no modelo de dipolo magnético equivalente, foi estabelecida a relação matemática entre corrente e força eletromagnética, formando um método de controle desacoplado em malha aberta com três graus de liberdade. Os resultados experimentais mostram que este atuador pode realizar um movimento estável de três graus de liberdade: ajustando a fase das quatro correntes de acionamento no plano XY, realiza-se um amplo movimento de 7 mm × 7 mm com boa linearidade dentro do curso; a precisão de posicionamento é de ±8,232 μm, a precisão de reposicionamento é de ±5,690 μm. Ajustando a amplitude da corrente de acionamento, obteve-se resolução do eixo Z de 0,95 μm e faixa de ajuste do deslocamento de aproximadamente 23 μm. Em comparação com plataformas tradicionais de levitação magnética ativa, o volume da estrutura é reduzido em mais de uma ordem de magnitude, as necessidades de corrente e os custos de fabricação são significativamente reduzidos, demonstrando bom potencial para aplicações de microprecisão de alto desempenho.

关键词

tecnologia de levitação magnética anti; micro motor plano; placa de circuito impresso ultrafina; análise harmônica; controle de malha aberta

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