音圈电机驱动系统设计与分析

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工业仪表与自动化装置
２０１７年第２期
音圈电机驱动系统设计与分析
郭红利，张李娴，钱俊兵，李敏通，侯俊才
（１．西北农林科技大学机电学院，陕西杨凌７１２１００；２．昆明理工大学机电工程学院，昆明６５０５００）摘要：作为直线作动的音圈电机具有直接驱动、快速响应、结构简单等优点。为了充分发挥其性能，基于经济性和高性能考虑，进行了“ 微控器＋功能模拟电路 ” 音圈电机驱动控制硬件系统设
计。在设计中，提出综合采用数字电路与模拟电路的设计方案；设计了微控器电路、Ｈ全桥驱动桥
电路、超精密电流测量电路等；通过电路建模仿真、实验测试和实际应用，验证了驱动板的设计有
效性。
关键词：音圈电机；驱动系统；电路设计；作动器中图分类号：ＴＨ１１３文献标识码：Ａ文章编号：１０００— ０６８２（２０１７）０２— ００５４— ０５
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｖｏｉｃｅｃｏｉｌｍｏｔｏｒｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｗｉｄｅｌｙａｓａｌｉｎｅａｒａｃｔｕａｔｏｒｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｆｏｒｃｅｓｗｉｔｈｄｉｒｅｃｔｄｒｉｖｅ，ｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅ，ｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅｔｃ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｐｉｎｒｃｉｐｌｅｏｆｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅ，ａｎａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｍｉｃｒｏ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｖａｒｉｏｕｓａｎａｌｏｇｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｕｌｅｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｄｉｖｒｅｒ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏ —ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｉｒｃｕｉｔ，Ｈｆｕｌｌ—ｂｉｄｒｇｅｄｒｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ，ｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ，ｒｅｃｔｉｆｉｅｒａｎｄｉｌｆｔｅｒｃｉｒｃｕ百度文库ｉｔａｎｄｖａｒｉｏｕｓｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｄｉｖｒｅｒｉｓｖｅｒｉｉｅｆｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｏｉｃｅｃｏｉｌｍｏｔｏｒ；ｄｒｉｖｅｓｙｓｔｅｍ；ｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎ；ａｃｔｕａｔｏｒ
Ｄｅｓｉｇｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｎｖｏｉｃｅｃｏｉｌｍｏｔｏｒｓｄｒｉｖｅｓｙｓｔｅｍ
ＧＵ０Ｈｏｎｇｌｉ，ＺＨＡＮＧＬｉｘｉａｎ，ＱＩＡＮＪｕｎｂｉｎｇ，ＬＩＭｉｎｔｏｎｇ ‘ ，Ｈ０ＵＪｕｎｃａｉ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａａｎｘｉＹａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ；２．ＦａｃｕｌｔｙｆｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０５００，Ｃｈｉｎａ）