結合柔性鉸鏈的壓電微角度驅動器及其閉環(huán)控制研究.pdf

1、本文對結合柔性鉸鏈的壓電微角度驅動器及其閉環(huán)控制進行了研究。隨著科技的快速發(fā)展，產(chǎn)品性能不斷提高，對于零件加工精度的要求也越來越高，精密加工和超精密加工技術已成為制造技術的研究熱點和重要發(fā)展方向之一。基于微位移驅動定位系統(tǒng)的分辨率、定位精度和重復定位精度在納米級的特性，被廣泛應用于精密測量，精密加工裝配，納米科學儀器，生物細胞操縱和半導體裝備等領域。各國研究人員都在探尋性能更加優(yōu)越的微位移驅動定位系統(tǒng)，其中壓電陶瓷與柔性鉸鏈配合使用的微

2、位移定位系統(tǒng)比較常用。
　　 新型壓電微角度驅動器以壓電陶瓷的推-拉運動為基礎，運用新的機械加工材料并結合柔性鉸鏈機構設計而成。采用高碳鉻軸承鋼GCr15作為壓電微角度驅動器的主要加工材料可以解決機械摩擦造成的使用壽命短，以及受空氣腐蝕而造成分辨率和重復定位精度降低等不足。運用柔性鉸鏈結構為壓電陶瓷提供預緊并擴大輸出角位移，根據(jù)柔性鉸鏈的設計參數(shù)可以計算出該鉸鏈的剛度、轉角以及應力等參數(shù)。
　　 在控制系統(tǒng)中應用TMS3

3、20LF2407A數(shù)字信號處理器(DSP)，在原來開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎上改進為閉環(huán)控制系統(tǒng)，在數(shù)字信號處理器(DSP)控制器中編寫比例-積分-微分(PID)閉環(huán)控制程序，能夠實現(xiàn)又快又準地定位目標位移，明顯提高了系統(tǒng)的定位精度以及穩(wěn)定性。集成在聯(lián)動盤上的圓光柵可以實時檢測實際輸出位移，并反饋到數(shù)字信號處理器(DSP)內(nèi)以進行閉環(huán)控制。搭建出整個系統(tǒng)平臺，對整個驅動控制和檢測系統(tǒng)進行實驗，實驗結果表明整個閉環(huán)控制系統(tǒng)具有較高單步定位精度(優(yōu)