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1、数字切片扫描仪中混合式步进电机的振动抑制方法研究两相混合式步进电机由于驱动控制简单、无累积误差等优点, 被广泛应用于经济型的高分辨率数控定位系统当中。但是它存在着两个明显的缺点, 一个是低速转动时振动和噪音相对较大, 另一个是当频率突变过大时的堵转、丢步或者过冲也会导致其较大振动 , 这两个缺点对定位系统的精度会产生较大的影响。论文的研究可用于对精度要求微米级别的数字切片扫描仪中的步进电机的振动抑制。步进电机在运行时的振动将会导致扫描图像精密度不够甚至离焦情况的发生 , 并且还会导致扫描时间延长, 因此对数字切片扫描仪中步进电机的振动抑制方法的研究就显得尤为有意义并具有较大实用价值。论文由对电
2、机的理解、 振动量测量、 减振方法及系统实验四大部分构成。首先 , 对数字切片扫描仪做了系统性的概述, 研究了步进电机的工作原理、 运行性能 ,分析对比了步进电机的五种驱动方式。其次 , 调研了步进电机振动的原因, 指出导致数字切片扫描仪中步进电机振动的主要原因。研究了抑制步进电机振动的三种方案, 提出对步距角的细分以及升降频曲线的设计是抑制步进电机振动的主要方式。研究并分析了对步进电机单独运行时进行振动测量的方法。提出一种适用于扫描仪中步进电机振动测量的方案, 在不改变原有机械架构的前提下, 用高速摄像机替换普通扫描摄像机, 直接拍摄切片焦面位置结合自动聚焦梯度算法, 利用聚焦线位置的波动直
3、观反映步进电机的振动量。提出了对步进电机振动进行重复性测量的方法。通过MATLAB软件编程对采集的振动数据进行处理与分析。之后 , 对步进电机升降频控制做了详细研究, 在步进电机指数型规律速度函数的基础上建立了步进电机复合曲线速度控制函数, 并对四种不同条件下步进电机振动测试所用的时长进行了对比分析。最后, 实验与性能分析部分对步距角细分、复合曲线升降频控制两种振动抑制方式分别进行了振动测试实验; 对梯形速度曲线步距角无细分、梯形速度曲线步距角16 细分、复合型速度曲线步距角无细分以及复合型速度曲线步距角16 细分四种条件下分别进行了实际扫描验证实验 , 并对抑制振动效果及实验结果进行了分析。论文的研究使数字切片扫描仪中步进电机的振动得以能够准确测量, 步进电机振动得到了有效抑制 , 且缩短了扫描仪的扫描时间。研究成果使数字切片扫描仪的性能得到提升 , 也对后续产品的改进提供了有力的实验基础。