提高大行程納米定位平臺精度的研究.pdf

1、大行程納米定位平臺系統(tǒng)在近代尖端工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)占有極為重要的地位；高精度、高分辨率大行程納米定位平臺的研究處于國際前沿，體現(xiàn)了一個國家的高科技水平和綜合國力。 本課題研究的大行程納米定位系統(tǒng)采用宏微兩級定位方式，由交流伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠實現(xiàn)大行程宏定位，由壓電陶瓷實現(xiàn)納米級微定位。本文的目的是通過對精密定位平臺支撐技術(shù)的研究，尋找各項性能均衡的提高定位精度方法，為適合工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的新型大行程納米級超精密定位平臺打下堅

2、實的基礎(chǔ)。本文主要研究工作包括以下幾方面內(nèi)容： (1)對提高定位平臺精度的方法進(jìn)行研究，從綜合考慮成本及可行性方面出發(fā)，采用軟件誤差補(bǔ)償方法提高定位精度。 (2)對納米級分辨率位移檢測裝置進(jìn)行分析比較，構(gòu)建了具有10nm分辨率的高精度、高穩(wěn)定性的光柵檢測系統(tǒng)，為實現(xiàn)大行程納米級定位奠定基礎(chǔ)。 (3)對誤差補(bǔ)償思想和算法進(jìn)行研究，并結(jié)合定位系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)特點，選擇應(yīng)用負(fù)函數(shù)補(bǔ)償算法；進(jìn)一步深入研究最小二乘擬合和線性回

3、歸方法的誤差補(bǔ)償應(yīng)用，確定誤差補(bǔ)償模型建立方案。 (4)通過對宏動臺定位偏差波動范圍的測定，結(jié)合微動臺全行程定位誤差的分布情況，選取微動臺的工作范圍和定位零點。基于最小二乘法并結(jié)合定位系統(tǒng)的宏微兩級聯(lián)動定位特點，分別建立微定位誤差的補(bǔ)償模型和宏微聯(lián)動誤差的補(bǔ)償模型；對兩種模型的補(bǔ)償思想和流程進(jìn)行研究，開發(fā)了定位軟件系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償模塊。 (5)選用ISO 230-2:1997作為評定標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)定位軟件系統(tǒng)的精度自動評定模塊