[发明专利]一种直线电机单自由度隔振装置及其运动控制方法

摘要

一种直线电机单自由度隔振装置及其运动控制方法，该隔振装置包括一个平衡块、一个防漂移驱动单元以及控制单元。平衡块的上表面与直线电机的定子固连，平衡块的下表面通过第一气浮轴承与基座连接；防漂移驱动单元用于平衡块的位置控制，驱动单元与平衡块之间采用第二气浮轴承连接，防漂移驱动单元包括一个防漂移直线电机、一个光栅尺和一个导轨；运动控制方法有两种：第一技术方案采用第二光栅尺信号作为反馈信号输入至控制单元，对平衡块进行变刚度非线性控制；第二技术方案采用第一光栅尺信号和第二光栅尺信号作为反馈信号输入至控制单元，获取直线电机动子与平衡块的合质心位移信号，对平衡块进行非线性防漂移控制。

主权项

一种直线电机单自由度隔振装置，所述的直线电机包含直线电机动子(13)和直线电机定子(12)，其特征在于：该隔振装置包括一个沿X轴方向运动的平衡块(11)、一个防漂移驱动单元以及控制单元；所述平衡块(11)的上表面与直线电机的定子(12)固连，平衡块(11)的下表面通过第一气浮轴承(4a)与基座(1)连接，平衡块(11)的一侧安装有第一光栅尺(2b)，第一光栅尺(2b)的光栅条纹沿X轴方向布置，在直线电机动子(13)上安装有与第一光栅尺(2b)对应的第一光栅读数头(2a)；所述防漂移驱动单元包括一个防漂移直线电机、一个光栅尺和一个导轨(10)；导轨(10)与防漂移直线电机的动子(9)相固连，导轨(10)的一端在YZ平面通过第二气浮轴承(4b)与所述的平衡块(11)连接，导轨(10)在XY平面的一侧通过第三气浮轴承(4c)与防漂移直线电机定子(7)连接，导轨(10)在XZ平面的一侧通过第四气浮轴承(4d)与防漂移直线电机的定子(7)连接；防漂移直线电机的定子(7)与基座(1)相固连，导轨(10)的一侧安装有第二光栅尺(5b)，第二光栅尺(5b)的光栅条纹沿X轴方向，在防漂移直线电机定子(7)上安装有与第二光栅尺(5b)对应的第二光栅尺读数头(5a)；所述控制单元包括含有控制程序的工控机、光栅计数卡、D/A卡和驱动器，光栅计数卡分别采集第一光栅尺(2b)和第二光栅尺(5b)信号，光栅计数卡将采集到的两路光栅信号输入至工控机，工控机以所述两路光栅信号为位置反馈信号对防漂移直线电机进行控制，控制指令通过D/A卡输出至驱动器。