空間用精密微位移平臺的研究.pdf

1、本論文以壓電陶瓷驅(qū)動的空間用精密微位移平臺為研究對象,圍繞平臺輕型化、微型化和高精度定位等性能指標(biāo),進行了較系統(tǒng)全面的理論分析和實驗研究,主要內(nèi)容如下:第一章分析了構(gòu)成微位移系統(tǒng)的各個組成部分,包括驅(qū)動器類型、導(dǎo)軌形式、傳感器型號及性能、控制策略等;回顧了精密定位微位移平臺在國內(nèi)外的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀;結(jié)合空間用特點,確定了本項目平臺的導(dǎo)軌形式和驅(qū)動器類型.第二章設(shè)計了采用柔性鉸鏈導(dǎo)軌和壓電驅(qū)動器的空間用微位移平臺,給出了平臺柔性鉸鏈等參數(shù)

2、的計算公式和快速設(shè)計流程,并通過有限元分析法和實際樣機驗證了方法的有效性.通過理論分析及實驗研究,掌握了壓電驅(qū)動器的各項特性,研制了高精度直流式高壓驅(qū)動電源.第三章建立了微位移系統(tǒng)的控制系統(tǒng),并得到了傳遞函數(shù).采用改進的Preisach模型對壓電驅(qū)動器的遲滯特性進行建模,得到了適合于計算機控制的數(shù)字積分公式和實驗?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)表格.并提出了一種基于迭代自學(xué)習(xí)控制(ILC)新穎的壓電驅(qū)動器的電源線性化方法.第四章介紹了兩種對平臺的開環(huán)精密定位控

3、制方法,一種是基于迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)的快速電壓-位移線性化方法,另一種是基于修正的Preisach模型對遲滯進行建模的方法,并指出了他們各自應(yīng)用場合和優(yōu)缺點.研究了微位移系統(tǒng)的閉環(huán)精密定位控制方法.在分析討論PID控制算法的基礎(chǔ)上,利用改進的Preisach模型作為前饋環(huán)節(jié),使得系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性得到較大的改善.并對超低頻的外干擾信號激勵下進行了精密定位控制,結(jié)果表明提出的控制算法具有較高的抑制干擾能力,能滿足指定的定位精度要求.第