三維微操作運動及定位控制的研究.pdf

1、微操作技術(shù)是微機電系統(tǒng)應用中重要的組成部分,研究微操作的控制問題對于微操作的應用具有重要的作用,控制方法和控制效果的好壞直接影響微操作的精確度和工作效率.對于微操作的控制,一般運用控制理論結(jié)合微操作自身特點,利用計算機技術(shù)、電子通訊技術(shù)和微技術(shù),實現(xiàn)控制功能.該文在研究國際上應用在微操作系統(tǒng)各種先進控制技術(shù)的基礎上,結(jié)合我們的微操作系統(tǒng)的自身特點,利用操縱桿實現(xiàn)基于視覺反饋的微操作控制和利用光柵傳感器組成閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)基于PID控制原理自

2、動定位.主要從下面幾個方面進行課題研究.對微操作系統(tǒng)的各部分組成和控制部件進行研究,研究其控制原理和特征參數(shù),建立控制數(shù)學模型.對操縱桿控制三維工作臺定位的原理進行研究,設計控制方案,完成操縱桿控制工作臺三維定位,并進行實驗驗證,調(diào)整參數(shù)設置,選擇步進電機速度控制模式,改善操縱桿控制效果.對微操作系統(tǒng)的定位精度進行實驗測試,通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,總結(jié)該系統(tǒng)定位誤差的規(guī)律,分析造成誤差的因素,制定合適的控制方案減小定位誤差.對光柵傳感器的

3、工作原理和應用進行分析,完成光柵傳感器的安裝調(diào)試,實現(xiàn)光柵傳感器的計算機控制,并通過實驗驗證光柵傳感器的工作狀況,滿足該系統(tǒng)的技術(shù)要求.對閉環(huán)控制原理及常見方法進行研究,分析并建立系統(tǒng)的控制傳遞函數(shù),選擇PID控制器作為該操作系統(tǒng)的控制器,說明PID控制適合該系統(tǒng)的數(shù)學模型;說明PID控制器的控制原理,實現(xiàn)計算機控制的數(shù)字PID控制算法,結(jié)合該系統(tǒng)步進電機三維運動定位的特點,提出全程比例PID控制方法,解決速度和精度的要求;對三維運動,