驱动信号时序优化实验探究

图6－36所示为不同驱动电压下角位移的响应曲线，可以看出，角位移大约在t0＝1.5 ms处达到正常输出，之后由于惯性产生振荡后逐渐达到稳定输出。模拟曲线和实验曲线基本保持一致，也说明了建立的角位移模型能准确反映旋转致动器的角位移响应。

图6-35　不同频率下的输出角位移曲线（书后附彩插）

（a）f＝1 Hz；（b）f＝100 Hz；（c）f＝200 Hz

图6-36　不同驱动电压下角位移响应曲线（书后附彩插）

由于电流的滞后和致动器的阻尼等方面的影响，旋转致动器输出的角位移会滞后于驱动电压信号，角位移在t0＝1.5 ms后才达到稳定。箝位机构的箝位块和转子紧密接触，可以看成通电瞬间箝位机构就能箝紧转子，即箝位机构的箝紧动作没有延迟，若角位移还没有达到稳定输出时，箝位机构就开始箝紧转子，会影响角位移输出。(www.xing528.com)

按图6－2中的信号时序设置驱动电压信号时，下箝位机构在驱动动作后Δt时刻箝紧转子（Δt＝t4－t3＝T／6）。随着频率的增加，Δt逐渐减小，当Δt＜t0时，在t4时刻，在驱动机构还没有达到最大输出位移时，下箝位机构就已经箝紧转子，而驱动机构继续输出位移至稳定状态，此时下箝位机构就会产生扭曲变形吸收部分能量。在t5时刻，上箝位机构掉电后，下箝位机构带动转子回转，就会产生图6－35（c）中的回落现象。通过调整驱动信号的时序，增加Δt可以避免这种回落现象，提高致动器的工作频率。

按表6－2的时序设置驱动信号时，在不同时序下的角速度随频率的变化曲线如图6－37所示。从图6－37可以看出，Δt由T／6增加到2T／10时，致动器的稳定工作频率由160 Hz提高到180 Hz；Δt增加到3T／10时，稳定工作频率提高至210 Hz；但当Δt增大到4T／10时，Δt′减少至T／20，致动器不能有效地完成其他各个动作，输出速度反而大幅下降。所以，致动器在Δt＝3T／10时，致动器的工作频率达到最大值210 Hz。

表6-2　驱动信号的时序设置

　　Δt＝t4－t3；Δt′＝t2－t1＝t3－t2＝t5－t4＝t6－t5。

图6-37　驱动信号时序对频率的影响（书后附彩插）