电机转子动平衡去重控制系统的研究与设计

论文摘要

随着现代化工业的迅猛发展和电机行业地位的持续加强,社会对电机的需求量不断扩大,产品质量要求日益提高。中小型电机转子在生产过程中产生的原始不平衡量,是影响电机产品质量的主要因素,因此必须在装配前进行动平衡校正。充分考虑到国内电机类企业生产现状,合理利用我国丰富的人力资源,同时满足电机转子对先进动平衡校正技术的需求,本文设计了以嵌入式系统为核心的电机转子动平衡去重控制系统,并对关键技术进行了研究和改进。首先,对基于R型铣刀的电机转子去重模型建模,分析转子圆周上的槽分布和去重质量的轴向分布对实际去除不平衡量的影响,设计了铣削去重策略,并通过对铣削加工中出现的误差特性进行分析,提出了基于支持向量回归机的误差补偿方法。其次,在分析系统需求的基础上,对转子动平衡去重控制系统进行了整体设计。并实现了嵌入式系统与单片机间的串口通信协议,深入研究了对步进电机的控制方式。通过建立交叉编译环境、移植系统启动引导程序BootlLoader、移植和配置Linux内核、构建根文件系统几个部分,实现了硬件平台上的嵌入式Linux软件平台的构建。最后,设计并实现了系统软件。结合步进电机的控制特性,设计并实现了步进电机的驱动程序。在研究QT核心机制的基础上,完成了QT的移植,实现了对触摸屏的支持和串口类的扩展,并根据QT的功能和特性,设计了电机转子动平衡控制界面并完成了应用程序的编写。实验结果表明,本文对电机转子去重模型的建模和基于支持向量回归机的误差补偿方法有效提高了加工精度和加工效率。所设计的电机转子动平衡去重控制系统能够较好的完成对电机转子的动平衡校正,达到了预期的目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 动平衡校正技术的发展与现状
• 1.2.1 动平衡理论的发展
• 1.2.2 动平衡校正设备的发展
• 1.2.3 国内动平衡的发展现状与不足
• 1.3 论文的研究内容和章节安排
• 第二章 刚性转子动平衡分析
• 2.1 转子平衡理论
• 2.2 转子不平衡状态的分类
• 2.3 不平衡量的表达方式
• 2.4 刚性转子的二面平衡
• 2.5 本章小结
• 第三章 转子去重策略设计
• 3.1 转子去重模型建模
• 3.1.1 铣削去重建模
• 3.1.2 转子圆周上槽分布的影响分析
• 3.1.3 去重质量轴向分布的影响分析
• 3.2 基于SVR的动平衡去重误差补偿
• 3.2.1 支持向量回归机分析
• 3.2.2 转子铣削误差分析
• 3.2.3 误差补偿方法
• 3.3 本章小结
• 第四章 动平衡去重控制系统的整体设计
• 4.1 系统需求的分析
• 4.2 系统整体结构的设计
• 4.3 串口通信协议的设计
• 4.4 步进电机控制
• 4.5 嵌入式Linux软件平台的构建
• 4.5.1 交叉编译环境的建立
• 4.5.2 Bootloader的移植
• 4.5.3 内核的移植
• 4.5.4 根文件系统的构建
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统软件的设计与实现
• 5.1 驱动程序的设计
• 5.1.1 字符设备驱动分析
• 5.1.2 步进电机驱动程序的设计
• 5.2 QT人机交互界面的设计
• 5.2.1 QT/E的分析
• 5.2.2 QT的移植
• 5.2.3 应用程序的设计
• 5.3 本章小结
• 第六章 电机转子动平衡去重实验
• 6.1 建模方法的去重实验
• 6.2 误差补偿仿真及分析
• 6.3 应用误差补偿的去重实验
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 课题的展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文