光學(xué)檢測平臺(tái)的宏微驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、目前微機(jī)構(gòu)器件和微小器件加工和檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)加工和檢測所使用的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和控制系統(tǒng)提出了更高要求。以微納米檢測系統(tǒng)來說，檢測結(jié)果的最終精度不僅取決于所使用的檢測分析技術(shù)，同時(shí)也取決于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的精度。
　　 本文“光學(xué)檢測平臺(tái)的宏微驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究”，開發(fā)了由基于壓電陶瓷的微位移調(diào)焦系統(tǒng)和基于直線電機(jī)的宏動(dòng)定位系統(tǒng)相結(jié)合的光學(xué)檢測平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。該驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)用于配合本實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的基于差動(dòng)離焦原理的微納米檢

2、測光學(xué)測頭裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)測頭在Z軸方向上的納米級(jí)的在線實(shí)時(shí)調(diào)焦和對(duì)被測物大行程、高精度的二維平面位移運(yùn)動(dòng)，從而提高光學(xué)檢測平臺(tái)的精度和自動(dòng)化程度，使其更好地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化檢測。
　　 本文主要作了如下幾方面的研究：
　　 (1)從整體設(shè)計(jì)入手，分析了目前常用的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場合，選取適用于本課題光學(xué)檢測平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)方案：基于壓電陶瓷的調(diào)焦驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和基于直線電機(jī)的二維氣浮平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)；
　　

3、 (2)根據(jù)光學(xué)測頭物鏡實(shí)時(shí)調(diào)焦的設(shè)計(jì)需求，開發(fā)了基于壓電陶瓷的調(diào)焦驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)：設(shè)計(jì)了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源，測試了壓電陶瓷的蠕變、遲滯等特性，并在此基礎(chǔ)上，使用回歸分析和坐標(biāo)變換的方法建立了壓電陶瓷遲滯非線性模型；
　　 (3)根據(jù)光學(xué)檢測平臺(tái)對(duì)被測物的高精度、大行程的檢測要求，開發(fā)了基于直線電機(jī)的二維宏動(dòng)控制系統(tǒng)：宏動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備選型、安裝和配置，宏動(dòng)平臺(tái)整體的在線調(diào)試和PID整定，宏動(dòng)系統(tǒng)伺服系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；