壓電陶瓷微位移驅(qū)動控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著高新技術(shù)在各前沿科學技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用的不斷深入，以及微定位技術(shù)的不斷發(fā)展，壓電陶瓷致動器越來越多地被用作驅(qū)動納米位移臺。壓電陶瓷納米位移臺不僅可以用作傳感器靜態(tài)校準，也越來越多的用來對傳感器的動態(tài)特性進行校準，驅(qū)動壓電陶瓷的關(guān)鍵設(shè)備是壓電陶瓷驅(qū)動電源。
　　本文分析研究了國內(nèi)外主要壓電陶瓷驅(qū)動電源原理及技術(shù)方法，了解各個方法原理上對于壓電陶瓷驅(qū)動電源指標影響的優(yōu)缺點，設(shè)計了壓電陶瓷驅(qū)動控制系統(tǒng)。課題的主要研究工作如下：
　

2、　1.壓電陶瓷驅(qū)動電源設(shè)計；
　　由于壓電陶瓷對驅(qū)動電源來說呈現(xiàn)容性負載特性，對電壓放大電源的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)特性產(chǎn)生非常不利的影響。為了滿足驅(qū)動電源動靜態(tài)性能的要求，設(shè)計基于誤差放大原理的壓電陶瓷驅(qū)動放大電路，該電路包括誤差放大級，跟隨器偏置電路，功率放大級電路，反饋網(wǎng)絡(luò)組成。為了增加驅(qū)動電路輸出穩(wěn)定性，采用5路穩(wěn)壓源串聯(lián)的方法設(shè)計了±150V穩(wěn)壓電路，保證了驅(qū)動電電源的供電穩(wěn)定；針對壓電陶瓷容性負載對放大電路性能產(chǎn)生的影響，采

3、用RISO及CL補償技術(shù)和反饋零點補償方法，保證了驅(qū)動電路對于容性負載的穩(wěn)定性，同時采用雙路跟隨器輸出增強驅(qū)動電源的電流輸出能力，增強驅(qū)動電源的動態(tài)響應(yīng)速度。
　　2.壓電陶瓷控制單元設(shè)計；
　　為了硬件上對壓電陶瓷位移量實現(xiàn)閉環(huán)控制以及充分利用計算機的接口使系統(tǒng)操作上更為簡便，選用DSP6000系列CPU作為主控芯片，通過PCI接口完成計算機與控制卡通信。針對壓電陶瓷驅(qū)動控制系統(tǒng)的要求，設(shè)計了24bit數(shù)據(jù)采集電路和基于S