基于直線超聲電機仿三維運動平臺驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本課題的來源于2009年國家自然科學廣東聯(lián)合基金重點項目“精密電子制造裝備關(guān)鍵理論與技術(shù)研究”（基金號：U0934004）。
　　為了提升我國先進裝備制造水平，縮短與發(fā)達國家間的差距，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)，定位精度高的新型大行程壓電微型運動平臺系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。
　　直線超聲電機利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應，將壓電材料的微觀形變轉(zhuǎn)化為彈性體的微幅超聲振動，再通過定子和動子之間的摩擦作用，轉(zhuǎn)換成動子的宏觀直線運動，從而直

2、接推動負載，它不需要轉(zhuǎn)換機構(gòu)就能產(chǎn)生直線運動、具有結(jié)構(gòu)簡單、響應快、斷電自鎖和分辨率高等優(yōu)點?？商娲须姶烹姍C，作為高精度定位的運動平臺驅(qū)動裝置。
　　本文以雙變幅桿V形直線超聲電機為驅(qū)動部件，設計了基于直線超聲電機仿三維運動平臺驅(qū)動與控制系統(tǒng)。該平臺由三架一維運動平臺疊加而成。驅(qū)動控制系統(tǒng)精確控制電機，實現(xiàn)平臺在三個方向上的精確運動。
　　驅(qū)動控制系統(tǒng)以TI公司的TMS320F28335浮點DSP處理器為核心，配以CPL

3、D等外圍接口器件和超聲電機驅(qū)動器，以光電編碼器信號作為電機位置反饋，組成了一個閉環(huán)的控制系統(tǒng)。在上位機管控下，依靠運動平臺位置的實時采集和反饋信息，實現(xiàn)對運動平臺的精確位置和速度控制。本項目研制的驅(qū)動控制器集成在一個控制盒內(nèi)，使其具有較好的靈活性和便攜性。
　　在構(gòu)建了驅(qū)動控制器硬件的基礎上，本文開展對運動平臺的驅(qū)動控制算法的研究。測試了該平臺控制的位移分辨率，研究了使用了PID控制及步進逼近的方法提高平臺定位精度的途徑。實驗結(jié)果