基于精密電容微位移傳感的兩維納米級定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來隨著機械制造，計量科學，材料科學等學科的迅猛發(fā)展，作為精密機械與精密儀器的關鍵技術之一—精密定位技術，目前已經(jīng)進入了“納米”時代。納米級精密定位技術在微電子技術、光學工程、微機械制造與裝配、生物工程、高精度的基礎測量等眾多科學領域中得到越來越廣泛的應用。本文在調(diào)研了大量執(zhí)行機、電容傳感器和微位移機械平臺的設計等文獻的基礎上，根據(jù)實驗室弱力測量的需求，設計并研制了一種結(jié)構小巧的兩維納米級精密定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用壓電陶瓷執(zhí)行機驅(qū)動一個

2、正交簧片式設計的微位移平臺，利用自行研制的分辨率達到次納米量級的兩維電容微位移傳感器對微位移平臺的位移進行監(jiān)測，運用Labview虛擬儀器軟件開發(fā)的一套不完全微分和積分分離的PID控制器對壓電陶瓷執(zhí)行機進行反饋控制。整個定位系統(tǒng)具有結(jié)構簡單、兩個運動自由度的耦合效應小、定位精度高等特點。對該定位系統(tǒng)進行的性能測試表明，采用閉環(huán)控制后定位系統(tǒng)能有效地克服壓電陶瓷執(zhí)行機的非線性和遲滯效應。該系統(tǒng)可在0.5μm×0.5μm的范圍內(nèi)實行任意的二