空間用精密微位移平臺(tái)的研究.pdf

1、本論文以壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的空間用精密微位移平臺(tái)為研究對(duì)象,圍繞平臺(tái)輕型化、微型化和高精度定位等性能指標(biāo),進(jìn)行了較系統(tǒng)全面的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,主要內(nèi)容如下:第一章分析了構(gòu)成微位移系統(tǒng)的各個(gè)組成部分,包括驅(qū)動(dòng)器類型、導(dǎo)軌形式、傳感器型號(hào)及性能、控制策略等;回顧了精密定位微位移平臺(tái)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀;結(jié)合空間用特點(diǎn),確定了本項(xiàng)目平臺(tái)的導(dǎo)軌形式和驅(qū)動(dòng)器類型.第二章設(shè)計(jì)了采用柔性鉸鏈導(dǎo)軌和壓電驅(qū)動(dòng)器的空間用微位移平臺(tái),給出了平臺(tái)柔性鉸鏈等參數(shù)

2、的計(jì)算公式和快速設(shè)計(jì)流程,并通過(guò)有限元分析法和實(shí)際樣機(jī)驗(yàn)證了方法的有效性.通過(guò)理論分析及實(shí)驗(yàn)研究,掌握了壓電驅(qū)動(dòng)器的各項(xiàng)特性,研制了高精度直流式高壓驅(qū)動(dòng)電源.第三章建立了微位移系統(tǒng)的控制系統(tǒng),并得到了傳遞函數(shù).采用改進(jìn)的Preisach模型對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器的遲滯特性進(jìn)行建模,得到了適合于計(jì)算機(jī)控制的數(shù)字積分公式和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)表格.并提出了一種基于迭代自學(xué)習(xí)控制(ILC)新穎的壓電驅(qū)動(dòng)器的電源線性化方法.第四章介紹了兩種對(duì)平臺(tái)的開(kāi)環(huán)精密定位控

3、制方法,一種是基于迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)的快速電壓-位移線性化方法,另一種是基于修正的Preisach模型對(duì)遲滯進(jìn)行建模的方法,并指出了他們各自應(yīng)用場(chǎng)合和優(yōu)缺點(diǎn).研究了微位移系統(tǒng)的閉環(huán)精密定位控制方法.在分析討論P(yáng)ID控制算法的基礎(chǔ)上,利用改進(jìn)的Preisach模型作為前饋環(huán)節(jié),使得系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性得到較大的改善.并對(duì)超低頻的外干擾信號(hào)激勵(lì)下進(jìn)行了精密定位控制,結(jié)果表明提出的控制算法具有較高的抑制干擾能力,能滿足指定的定位精度要求.第