直線型超聲電機驅動的精密定位平臺運動控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、精密定位技術的先進與否是衡量一個國家制造業(yè)綜合實力的標志之一，對其研究具有較大的應用價值。為使精密定位平臺達到微米或亞微米定位精度，必須對其驅動與運動控制算法進行深入的探討。本文針對直線型超聲電機驅動的精密定位平臺的特點，設計了運動控制系統(tǒng)，并對運動控制系統(tǒng)的性能進行了分析及實驗研究，主要完成了以下幾個方面的工作：
　　（1）由壓電陶瓷材料的壓電效應入手，分析驅動平臺的蝶形直線超聲電機的運行機理，由運行機理得出電機的三種速度控制方

2、式。對三種控制方式比較后，選取調頻調速作為系統(tǒng)的速度控制方式。
　?。?）設計由二維運動平臺、硬件平臺和軟件平臺構成的精密定位平臺運動控制系統(tǒng)。其中，硬件平臺包括運動控制卡、驅動電路和光電編碼器；軟件平臺包括數(shù)據(jù)采集處理算法和運動控制算法。在其共同作用下，實現(xiàn)運動平臺的精密定位。
　?。?）運動控制算法分為兩大類：簡單閉環(huán)控制和復合控制算法。在簡單閉環(huán)控制模式下，對運動控制系統(tǒng)的定位性能進行分析，找出了影響系統(tǒng)定位精度的因素

3、。為消除此因素的影響，針對系統(tǒng)的定位性能設計了復合控制算法。研究了系統(tǒng)在復合控制算法模式下的定位性能。
　?。?）基于二維運動平臺的結構特性，分析了運動控制系統(tǒng)雙軸運動實現(xiàn)二維波形跟蹤的可行性。在復合控制算法模式下，雙軸交替運動，實現(xiàn)平臺對方波、正弦波和圓形運動軌跡的跟蹤。
　　本項研究建立了精密定位平臺的驅動、控制系統(tǒng)，揭示了平臺的運動特性，研究了平臺的精密定位算法，并進行了二維運動軌跡的波形跟蹤，以上研究成果為進一步開展