三維精密驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、針對(duì)目前我國(guó)應(yīng)用于精密驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的壓電驅(qū)動(dòng)器絕大部分為進(jìn)口產(chǎn)品，為了提高我國(guó)精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)的原創(chuàng)能力，以含金屬芯壓電纖維（MPF）為核心元件配合壓電精密位移平臺(tái)等其他儀器設(shè)備，建立了已被廣泛應(yīng)用于納米制造領(lǐng)域的掃描探針顯微鏡（SPM）系統(tǒng)。MPF是一種新型的壓電驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)測(cè)試單根MPF的階躍響應(yīng)，建立了開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，并測(cè)試了MPF的遲滯特性及電壓—位移曲線。壓電精密位移平臺(tái)是一種被廣泛用于精密驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的儀器，同樣通過(guò)測(cè)試其階躍響應(yīng)，建立了

2、開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，并測(cè)試了遲滯特性。為了補(bǔ)償兩個(gè)驅(qū)動(dòng)元件的遲滯特性，又因目前絕大多數(shù)遲滯模型，或不能描述壓電驅(qū)動(dòng)器的非對(duì)稱遲滯特性，或模型參數(shù)識(shí)別過(guò)于復(fù)雜，本文提出了改進(jìn)型Maxwell遲滯模型。此模型不僅能描述非對(duì)稱遲滯，而且模型參數(shù)識(shí)別簡(jiǎn)便。為了驗(yàn)證新遲滯模型的準(zhǔn)確性和可行性，設(shè)計(jì)了開(kāi)環(huán)控制、單獨(dú)PID控制、復(fù)合閉環(huán)控制三種遲滯補(bǔ)償?shù)膶?shí)驗(yàn)方案，分別對(duì)MPF和壓電精密位移平臺(tái)進(jìn)行遲滯補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩者的遲滯特性都得到了很好的補(bǔ)償