一、音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)及辨識(shí)

1.音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)

音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，可分為動(dòng)子和定子2部分。如圖1所示，定子由外形相似的兩單元間隔而成，每一單元由多塊永磁體按極性交錯(cuò)排列于導(dǎo)磁材料的磁軛表面，構(gòu)成了電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)；動(dòng)子主要由線圈繞組構(gòu)成。

在音圈電機(jī)動(dòng)子結(jié)構(gòu)中，為了把線圈產(chǎn)生的洛倫茲力向外傳遞，把線圈繞制于金屬線芯上。通過支撐塊的固定和支撐作用，不僅把線圈固定于框架內(nèi)，而且可把線圈電磁力通過線芯支撐塊傳遞到框架上，從而向外進(jìn)行傳遞。在動(dòng)子框架的兩側(cè)覆蓋2塊陶瓷的薄板，對(duì)熱量進(jìn)行隔絕。音圈電機(jī)工作原理為通電導(dǎo)線置于磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力，如果改變音圈電機(jī)通電線圈中電流的大小和方向，就可改變音圈電機(jī)推力的大小和方向。

2.音圈電機(jī)系統(tǒng)辨識(shí)

音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)如圖2所示。在環(huán)球電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制中，把驅(qū)動(dòng)器和音圈電機(jī)作為一個(gè)整體，即作動(dòng)器。作動(dòng)器作為一個(gè)伺服單元響應(yīng)來自控制系統(tǒng)的指令，對(duì)外界產(chǎn)生力或位移的輸出。

在音圈電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的作動(dòng)器中，作動(dòng)器對(duì)外界的出力是一個(gè)間斷而短暫的過程，這時(shí)，控制系統(tǒng)對(duì)作動(dòng)器輸入的指令往往就是一階躍信號(hào)及其集合，而所對(duì)應(yīng)的響應(yīng)便是作動(dòng)器對(duì)階躍電流信號(hào)的響應(yīng)。如圖3所示，在作動(dòng)器中，沒有使用控制策略時(shí)，作動(dòng)器對(duì)階躍輸入電流的響應(yīng)存在著明顯的超調(diào)現(xiàn)象（輸入階躍幅值為2,輸出響應(yīng)為音圈電機(jī)線圈中流過的電流）。