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生化仪运动系统速度优化研究StudyonVelocityoftheChemistryAnalyzerMotionSystemwiththeoptimalmethod 生化分析仪是医院检验科进行临床血清 尿液和其他各种体液生化指标测定必不可少的仪器 它是光学 精密机械 电子技术 生物化学和计算机等多项技术相互结合的产物 可以实现临床生化检验的自动化 提高分析效率和结果的正确性 一 概述 wWw zuaNshiB 精密机械技术和自动化技术 自动生化分析仪实现了加样本 加试剂 混匀与温度孵育 测量等操作的机械化和自动化 精密机械和自动化技术是全自动生化分析仪关键技术之一 是 自动 的基础 课题来源和意义 课题来源于生化分析仪的检测速度 300测试 小时 课题的目标 通过改善步进电机加减速曲线 提高整个运动机构的运行速度 进而提高检测速度 这对于提高整个生化分析仪的检测速度有着很重要的意义 检测速度是生化分析仪功能的重要指标 混合式步进电机的结构与特点定子有硅钢片叠成 有磁极 磁极上有小齿 每极上有线圈 两个相对的极上的线圈串联成为独立的绕组 转子中部为永磁部分 它的特点 步距角小 有较高的启动和运行频率 有定位转矩 消耗功率小 需给正负脉冲信号 步进电机的控制 步进电机的驱动器包括脉冲分配器和功率放大器 脉冲分配器接受控制脉冲信号和方向电平 并按步进电动机的分配方式要求的状态顺序产生各相控制绕组导通或截止的信号 功率放大器包括信号放大与处理电路 保护电路 推动放大及电路和功放输出级电路 两相混合式步进电机的运行与状态转换 三种常用的加减速曲线 第一种常见的实现方法是采用阶梯升降速方式 即步进电机的转速每跃升一个台阶将一同频率再走若干步 第二种是直线式的升降速运行曲线 指数式的升降速运行曲线 优点在于选用指数型加减速规律可以最大程度的利用不同频率下的最大输出转矩 缺点是计算比较复杂 算法原理 把矩频特性作为加速范围 用最大输出转矩所确定的最大加速度来拟定加速脉冲的规律 这就接近于最佳加减速控制规律 步进电机运行时一定满足动力学方程 JBdf dt DBf TL Tm 1 其中 B为步距角 J为转动惯量 TL负载转矩 Tm为电机输出转矩 f为频率 D为阻尼系数 图1 步进电机的加减速曲线 电机的减速过程可以认为是加速过程的逆过程 但是减速时输出力矩和负载力矩方向相同 有利于更快的减速 图2 反应盘所用56型951电机的矩频特性 近似拟和输出力矩曲线 我们的电机在大于500小于2000Hz的范围下 输出转矩与频率的关系可近似拟合为 Tm Tmo af 2 用何种曲线拟合步进电机的矩频特性是要根据电机在本系统下的矩频特性曲线 系
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