三維精密驅動控制系統(tǒng)的設計研究.pdf

1、針對目前我國應用于精密驅動領域的壓電驅動器絕大部分為進口產品，為了提高我國精密驅動技術的原創(chuàng)能力，以含金屬芯壓電纖維（MPF）為核心元件配合壓電精密位移平臺等其他儀器設備，建立了已被廣泛應用于納米制造領域的掃描探針顯微鏡（SPM）系統(tǒng)。MPF是一種新型的壓電驅動器，通過測試單根MPF的階躍響應，建立了開環(huán)傳遞函數(shù)，并測試了MPF的遲滯特性及電壓—位移曲線。壓電精密位移平臺是一種被廣泛用于精密驅動系統(tǒng)的儀器，同樣通過測試其階躍響應，建立了

2、開環(huán)傳遞函數(shù)，并測試了遲滯特性。為了補償兩個驅動元件的遲滯特性，又因目前絕大多數(shù)遲滯模型，或不能描述壓電驅動器的非對稱遲滯特性，或模型參數(shù)識別過于復雜，本文提出了改進型Maxwell遲滯模型。此模型不僅能描述非對稱遲滯，而且模型參數(shù)識別簡便。為了驗證新遲滯模型的準確性和可行性，設計了開環(huán)控制、單獨PID控制、復合閉環(huán)控制三種遲滯補償?shù)膶嶒灧桨?，分別對MPF和壓電精密位移平臺進行遲滯補償實驗。實驗結果表明，兩者的遲滯特性都得到了很好的補償