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随着时代的发展,在直线驱动领域,人们对大行程、快速、精密定位直线驱动技术具有更深层次的需求,越来越需要一种高性能的快速、大负载、精密直线驱动技术。本文基于这种背景提出了一种“基于永磁伸缩驱动机构的尺蠖直线电机”。直线电机基于尺蠖运动原理,以永磁伸缩驱动机构为核心驱动元件。本文的主要内容如下: 第一章介绍了直线电机的特点与分类,总结归纳了新型直线驱动技术的发展趋势,然后介绍了永磁伸缩驱动机构的工作原理,最后介绍了尺蠖型直线电机的工作原理与按照运动方式的分类。 第二章阐述了永磁伸缩直线电机的整体结构设计与分析,介绍了永磁伸缩驱动机构的结构设计,通过比较不同结构,提出了合适的设计方案 第三章介绍了永磁伸缩驱动器内的永磁转子的轮廓设计与优化,基于有限元分析软件对驱动器的磁路进行了仿真并对关键结构进行了模态分析及强度分析。最后按照设计要求完成了直线电机原型样机的加工。 第四章首先简单介绍了实验平台的搭建情况,对单个永磁伸缩器进行了性能测试,然后进行了整个直线电机的实验测试,测试了直线电机的速度特性、负载能力和运动分辨率,并分析了实验数据。 第五章根据直线电机的机械结构和永磁伸缩驱动机构的位移输出特性建立了直线电机的动力学模型,利用仿真软件实现了直线电机在变负载和变输入信号情况下的仿真并将仿真结果与实验结果进行比较分析。 第六章利用ACS运动控制器实现了直线电机全系统闭环控制,实现了永磁伸缩直线电机的精密定位,并指出了影响定位精度的几个因素。 第七章总结了全文的主要工作和主要创新点,展望了后续的研究。