電(dian)機(ji)是(shi)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)不(bu)可(ke)缺(que)少(shao)的(de)動(dong)力(li)設(she)備(bei)，電(dian)機(ji)的(de)品(pin)種(zhong)很(hen)多(duo)，作(zuo)用(yong)也(ye)相(xiang)當(dang)廣(guang)泛(fan)。直(zhi)線(xian)開(kai)關(guan)磁(ci)阻(zu)電(dian)機(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)牽(qian)引(yin)電(dian)機(ji)。其(qi)主(zhu)要(yao)有(you)以(yi)下(xia)優(you)點(dian)：結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)，製(zhi)作(zuo)成(cheng)本(ben)不(bu)高(gao)。工(gong)作(zuo)穩(wen)定(ding)且(qie)能(neng)夠(gou)在(zai)惡(e)劣(lie)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)長(chang)時(shi)間(jian)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，比(bi)如(ru)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)，開(kai)關(guan)磁(ci)阻(zu)電(dian)機(ji)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)散(san)熱(re)性(xing)能(neng)
，可(ke)以(yi)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。隨(sui)著(zhe)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，開(kai)關(guan)磁(ci)阻(zu)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)將(jiang)會(hui)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)容(rong)易(yi)並(bing)且(qie)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)更(geng)好(hao)。

 

這zhe種zhong電dian機ji啟qi動dong轉zhuan矩ju大da，過guo載zai能neng力li強qiang，調tiao速su範fan圍wei廣guang。直zhi線xian開kai關guan磁ci阻zu電dian機ji除chu了le具ju有you以yi上shang優you點dian以yi外wai，在zai一yi些xie需xu要yao做zuo直zhi線xian運yun動dong的de場chang合he，它ta顯xian示shi出chu了le強qiang大da的de優you越yue性xing：再(zai)也(ye)不(bu)需(xu)要(yao)像(xiang)傳(chuan)統(tong)的(de)做(zuo)直(zhi)線(xian)運(yun)動(dong)的(de)裝(zhuang)置(zhi)那(na)樣(yang)
，通(tong)過(guo)絲(si)杆(gan)等(deng)傳(chuan)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)將(jiang)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)運(yun)動(dong)轉(zhuan)化(hua)為(wei)直(zhi)線(xian)運(yun)動(dong)。這(zhe)樣(yang)再(zai)一(yi)次(ci)的(de)將(jiang)中(zhong)間(jian)環(huan)節(jie)給(gei)節(jie)省(sheng)下(xia)來(lai)了(le)，不(bu)僅(jin)降(jiang)低(di)了(le)設(she)備(bei)的(de)成(cheng)本(ben)，而(er)且(qie)能(neng)量(liang)利(li)用(yong)率(lv)也(ye)得(de)到(dao)了(le)提(ti)高(gao)。開(kai)關(guan)磁(ci)阻(zu)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)高(gao)，在(zai)高(gao)精(jing)度(du)加(jia)工(gong)領(ling)域(yu)和(he)大(da)功(gong)率(lv)傳(chuan)輸(shu)方(fang)麵(mian)有(you)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。

　　

　　

現xian在zai有you很hen多duo高gao精jing度du加jia工gong平ping台tai需xu要yao直zhi線xian運yun動dong的de牽qian引yin機ji構gou，而er目mu前qian的de加jia工gong平ping台tai大da部bu分fen都dou是shi利li用yong旋xuan轉zhuan電dian機ji做zuo牽qian引yin，再zai通tong過guo機ji械xie傳chuan動dong裝zhuang置zhi將jiang運yun動dong形xing式shi轉zhuan化hua為wei直zhi線xian運yun動dong加jia以yi利li用yong。這zhe樣yang不bu僅jin設she備bei成cheng本ben會hui很hen高gao，而er且qie效xiao率lv也ye不bu高gao。而er直zhi線xian開kai關guan磁ci阻zu電dian機ji本ben身shen的de運yun動dong形xing式shi就jiu是shi直zhi線xian的de

，如ru果guo運yun用yong到dao這zhe些xie設she備bei上shang的de話hua就jiu會hui大da大da降jiang低di設she備bei成cheng本ben且qie效xiao率lv也ye將jiang會hui得de到dao提ti高gao。

　　

　　

本次設計大體分為四大部分：

　　

（1）係統總體方案的設計
，包括係統功能分析、係統架構的建立、係統硬件設計等過程。

　　

（2）基於單片機A/D，D/A，PWM等資源的應用。

　　

（3）電機模塊的設計。

　　

　　

（1）電流傳感器

　　

傳感器負責采集直線電機電流以反饋給控製器進行處理。

　　

（2）位置編碼器

　　

位置編碼器將電機的運動的位置反饋給控製器處理。

　　

（3）微控製器

　　

微控製器負責處理傳感器采集的電流、編碼器反饋回來的位置。當位置指令給出以後，電機準確且迅速運動到指定位置。

　　

（4）鍵盤模塊

　　

鍵盤模塊負責給定輸入。

　　

直線開關磁阻電機位置控製係統架構如圖1所示。

圖1 係統架構圖

　　

（1）穩定性

　　

該係統能夠穩定的工作，抗幹擾能力好。

　　

（2）快速性和實時性

　　

電機能夠迅速的動作達到指定位置，達到實時控製的目的。

　　

（3）準確性

　　

電機能夠準確的運動到指定位置。

　　

　　

　　

係統主要分為5個部分
，包括位置檢測部分
、電流采集部分、MCU控製部分、電機模塊
、按鍵輸入給定位置部分。係統通過MCU的並口I/O一直檢測各路傳感器狀態
，按照給定輸入值進行動作。

　　

　　

MCU控製部分采用Atmel公司提供的一款基於AVR32 AT32UC3A單片機控製器的EVK1100模塊。

　　

　　

為了突出係統的實時性
，軟件設計按鍵輸入的給定。值和編碼器輸入的位置都采用中斷的方式來處理。具體軟件流程圖2和圖3所示。

　　

圖2 微控製器工作流程圖

圖3 中斷子程序流程

　　

　　

在電機的位置控製精度在1um級的前提下
，盡量提高其位置控製精度。嚐試各種高級算法（魯棒控製
、自適應以及模糊神經網絡）在保證精度的前提下
，達到實時控製。