基于雙壓電驅(qū)動宏微結(jié)合的納米定位臺研究.pdf

1、專業(yè)碩士學(xué)位論文論文題目基于雙壓電驅(qū)動宏微結(jié)合的納米定位臺研究研究生姓名朱玉龍指導(dǎo)教師姓名汝長海專業(yè)名稱機(jī)械工程研究方向跨尺度納米定位技術(shù)論文提交日期2013年4月基于雙壓電驅(qū)動宏微結(jié)合的納米定位臺研究中文摘要I基于雙壓電驅(qū)動宏微結(jié)合的納米定位臺研究中文摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光電子、微機(jī)電、生物工程、納米材料等微觀領(lǐng)域的研究越來越深入，對定位精度的要求不斷提高，已進(jìn)入微納米時代，同時提出了大行程的要求。大行程微納米定位臺的研究將促

2、進(jìn)多門學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展，具有重大的科學(xué)意義和廣泛的實用價值。本文針對微納米定位技術(shù)中大行程與高精度的矛盾，結(jié)合國家863重大項目“微細(xì)結(jié)構(gòu)跨尺度高分辨層析成像與檢測系統(tǒng)”，研究了基于雙壓電驅(qū)動的宏微結(jié)合兩維納米定位臺。根據(jù)宏動臺的定位特點和要求，設(shè)計了宏動臺的定位方案及總體結(jié)構(gòu)。由于該宏動臺正處于加工制造中，本文重點研究微定位系統(tǒng)。設(shè)計了以壓電陶瓷為驅(qū)動器的微定位工作臺，微動臺結(jié)構(gòu)設(shè)計成雙柔性平行四連桿機(jī)構(gòu)，用以消除耦合位移對定位精度的

3、影響。分析了壓電陶瓷的基本理論，重點研究了對微定位精度有著重要影響的壓電陶瓷蠕變和遲滯特性。通過實驗測得壓電陶瓷的蠕變和遲滯數(shù)據(jù)，利用MATLAB軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合，得到了壓電陶瓷的遲滯函數(shù)模型，通過求逆方法，獲得遲滯的前饋控制算法。實驗證明，該算法將壓電陶瓷的遲滯減小到了5%以內(nèi)。通過理論公式分析了柔性鉸鏈參數(shù)對轉(zhuǎn)動剛度的影響，根據(jù)實際確定的尺寸，計算柔性鉸鏈的轉(zhuǎn)動剛度為3.2144N.mrad。使用ANSYS軟件分析了微動臺模型的