一種磁懸浮平面電機驅(qū)動的微位移精密定位平臺研究.pdf

1、在集成電路制造業(yè)、精密加工行業(yè)以及精密測量行業(yè)對多自由度精密定位平臺的需求和要求都不斷增加，對精密定位平臺的定位精度、自由度維數(shù)、分辨力以及加速度等性能都提出了更高的要求。本文設計了一種改進Y形磁懸浮精密定位平臺解決了氣浮型定位平臺不能在真空環(huán)境下工作的問題，同時保證了較高的運動性能。
　　首先，綜合國內(nèi)外已有的磁懸浮定位平臺提出了改進Y形磁懸浮微位移精密定位平臺，用Halbach永磁陣列取代單個磁鋼，將提供懸浮力和驅(qū)動力的線圈固

2、定在同一平面上，增加了定位平臺的行程同時也加大了控制難度。同時對定位平臺動子進行了仿真，仿真結(jié)果表明動子的一階固有頻率為446.77Hz，加載后動子中央最大形變量為59nm。
　　其次，對定位平臺驅(qū)動單元的通電線圈建立了電磁力解析模型。通過對線圈的一維至三維建模獲得了通電線圈在Halbach永磁陣列空間磁場中的受力解析模型；根據(jù)解析模型的結(jié)果，結(jié)合本課題所采用的線圈陣列是一維2相線圈陣列，解算得到了各通電線圈的電流分配結(jié)果；然后對

3、定位平臺進行了位置解耦，最終得到了各線圈電流和個自由度位移之間的對應關系。
　　再次，設計了系統(tǒng)運動控制板卡，板卡的主要資源有由DSP和FPGA組成的主控單元、3路模擬量輸入接口、6路模擬量輸出接口以及3路光柵尺信號輸入接口，并編寫了系統(tǒng)的運動控制程序以及人機交互上位機；對定位平臺在運動過程中可能會產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差進行了定量分析，并給出了補償措施。
　　最后，搭建了實驗平臺，對本文所設計的改進Y形磁懸浮精密定位平臺樣機進行了整