一、音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)及辨識

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；動子主要由線圈繞組構(gòu)成。

在音圈電機(jī)動子結(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。在動子框架的兩側(cè)覆蓋2塊陶瓷的薄板，對熱量進(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

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

在音圈電機(jī)及其驅(qū)動器構(gòu)成的作動器中，作動器對外界的出力是一個間斷而短暫的過程，這時，控制系統(tǒng)對作動器輸入的指令往往就是一階躍信號及其集合，而所對應(yīng)的響應(yīng)便是作動器對階躍電流信號的響應(yīng)。如圖3所示，在作動器中，沒有使用控制策略時，作動器對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）。