激光束漂移量的反饋控制執(zhí)行系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著超精密加工檢測技術的發(fā)展對直線度提出越來越高的要求,人們越發(fā)重視準直技術精度的提升。激光以其高亮度、高準直性、高相干性,以及優(yōu)良的光譜特性,在準直技術中得到了廣泛應用。然而在高精度的準直應用場合,激光束的漂移已在很大程度上影響了其準直性能。著眼于提高激光準直精度這一目標,本文在對壓電陶瓷驅動技術與柔性鉸鏈微傳動技術進行充分研究的基礎上,設計了一種工作在納米精度上的超精密、高動態(tài)響應的激光束漂移量反饋控制執(zhí)行系統(tǒng),能夠有效地消除激光束

2、的漂移。課題主要的設計研究包含以下幾個方面：1.根據(jù)壓電陶瓷驅動器的特性,設計一種基于電壓控制型的直流誤差放大式驅動電源。由于采用一種新結構的充放電電路,使電源具有較寬的頻響范圍,以及較大的驅動能力；并研究了影響傳統(tǒng)驅動電源靜態(tài)精度的主要因素及綜合充放電過程和驅動能力,采用恒流源結構,使驅動電源在各個輸出電壓段內(nèi)皆具有良好的負載特性,從而獲得滿意的靜態(tài)、動態(tài)特性。2.結合傳統(tǒng)的J. M. PAROS結構公式和緊湊結構的簡明公式設計了基于

3、柔性鉸鏈結構的正交二維嵌套微位移工作臺,并利用有限元分析的方法進行仿真,推導出微位移工作臺的精確模型,進一步修改實際設計的參數(shù),從而保證了反饋控制執(zhí)行機構具有良好的靜態(tài)與動態(tài)微位移特性。3.對壓電陶瓷微位移驅動器的伸縮機理引起的反饋控制執(zhí)行機構的非線性滯回問題進行了理論分析,并根據(jù)Preisach模型對壓電陶瓷驅動器驅動的微位移工作臺的非線性滯回現(xiàn)象進行校正。在對設計的壓電陶瓷驅動電源的紋波、穩(wěn)定性、分辨率及頻響進行了實驗測試,其頻響能