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正则体积显示系统的驱动控制研究

余少知  
【摘要】:本文以自行研制的正则体积显示系统的机械扫描子系统为研究对象,主要研究了该系统的负载特征及驱动控制。 首先,介绍了显示技术国内外的发展历史及现状,研究了显示技术的最新发展动向,指出基于机械扫描的体积显示方式是空间成像显示器的主流方向,并分析了体积显示器现有产品的优缺点,提出一种基于移动屏幕的正则体积显示器作为本文的研究对象。 其次,研究了正则体积显示器的功能与结构,将其划分为图形生成子系统、同步控制子系统、步进驱动子系统、机械扫描子系统以及光学成像子系统等五个子系统,并阐述了各子系统的工作原理以及相互关系。 第三,对机械扫描子系统进行了受力分析,建立了机械扫描子系统从动件的平衡方程。利用迭代法对方程进行求解,通过编制程序得出各位置上从动件的受力大小,从而得出了系统负载的变化规律。 第四,在比较各种控制方案的基础上,结合系统的要求及特点,确定采用步进电机细分开环控制作为本系统的驱动控制方案。针对系统的负载特性,在分析已有步进电机升降速曲线设计方法的基础上,提出了一种设计步进电机升降速曲线的新方法,该方法适用于与角加速度成线性关系的已知负载。最后应用此方法设计了适合本系统的最佳升降速曲线。 第五,对首台样机的设计与试制工作进行了回顾与总结。介绍了样机的现有功能及驱动实施情况,分析了样机的实验结果并提出了若干改进意见。 最后,对全文的研究内容进行了总结,并提出了下一步有待进行的工作。


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