兩自由度大行程精密定位平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計與控制.pdf

1、精密定位平臺作為精密制造與測量、微納米操縱技術(shù)、半導(dǎo)體封裝等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，有著極其重要的應(yīng)用價值和理論研究價值。隨著科學技術(shù)的發(fā)展與進步，各領(lǐng)域?qū)芏ㄎ黄脚_提出了更高的要求，其中大行程高精度精密定位的研發(fā)已經(jīng)迫不及待。本文結(jié)合自然科學基金設(shè)計了一種大行程、高精度的精密定位平臺，對平臺的結(jié)構(gòu)和動力學模型辨識方法以及控制方法進行了研究。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，設(shè)計了一種以音圈電機作為驅(qū)動器的精密定位

2、平臺。該平臺具有兩個自由度，主要分為基于雙平行四桿機構(gòu)設(shè)計的上平臺和基于虎克鉸鏈的空間支撐機構(gòu)兩個部分，由螺栓連接，它能夠?qū)崿F(xiàn)解耦，具有行程大、Z向剛度高和高承載能力等特點。同時結(jié)合有限元分析軟件對平臺進行了分析。
　　(2)在辨識方面，首先根據(jù)系統(tǒng)存在遲滯特性構(gòu)建了系統(tǒng)的遲滯模型和系統(tǒng)的動力學模型，然后對遺傳算法的編碼方法、適應(yīng)度函數(shù)以及自適應(yīng)算子進行了設(shè)計，基于實數(shù)編碼自適應(yīng)遺傳算法對系統(tǒng)動力學模型和遲滯模型進行了辨識仿真，最

3、后對定位系統(tǒng)進行了辨識實驗，辨識出系統(tǒng)的動力學參數(shù)和遲滯模型參數(shù)。
　　(3)在控制方面，由于遲滯嚴重影響了精密定位系統(tǒng)的定位精度，因此本文結(jié)合系統(tǒng)動力學模型和遲滯模型設(shè)計了前饋滑?？刂破鳎⑶以谕瓿煽刂破髟O(shè)計的基礎(chǔ)上采用dSPACE實時控制卡進行相關(guān)的控制實驗，采用前饋PID控制方法與前饋滑?？刂品椒ǚ謩e進行階躍響應(yīng)實驗與軌跡跟蹤實驗的對比，實驗結(jié)果證明本文設(shè)計的前饋滑?？刂破鞅惹梆丳ID控制方法在響應(yīng)時間和定位精度方面效果更好