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压电陶瓷选针执行器是利用压电陶瓷材料的逆压电效应产生的挠度位移和弯矩,把电能转化成机械能来控制选针。压电陶瓷材料主要靠电场电压工作,绝缘性很好,对冲击电流的抗干扰性很强。本文着重探讨了将压电陶瓷材料作为提花机关键选针元件(电信号转换机械量部件)应用到电子提花领域,对其特性进行理论分析和实验研究,并开发一套适合压电陶瓷选针执行机构的控制系统,最后进行了调试。
传统的电子提花机的执行元件采用电磁阀,其功耗大且受电磁干扰严重,本文根据压电陶瓷执行器的特点确定了压电陶瓷双晶片作为电子提花的选针执行元件。提出了利用有限元分析方法对压电陶瓷双晶片的性能进行理论分析的方法,并在实验研究的基础上选择了应用于本课题的压电双晶片的尺寸及相关参数。
传统的电磁铁选针阀属于感性负载,而压电陶瓷属于容性负载,有其独特的电学特性,二者的供电电源和驱动电路将有很大的区别。本文针对压电陶瓷选针执行器的特性进行了驱动电源的分析,确定了使用基于直流变换原理的开关式驱动电源。设计了能够使选针片处于三种状态的“三态驱动电路”。
将双处理器方案引入到电子提花机控制系统中,采用模块化的设计方法完成系统平台的搭建,使其具有良好的通用性。在嵌入式Linux操作系统下利用MiniGUI图形用户接口实现了简单的图形显示。并在2688针的提花机上做了系统测试,基本达到设计要求。