基于PZT微定位系統(tǒng)控制研究.pdf

1、本文系統(tǒng)地分析和研究了以柔性鉸鏈機構為導軌,壓電陶瓷驅(qū)動的超精密微位移系統(tǒng);采用有限元法設計了一個以柔性鉸鏈機構為導軌的二維微動臺;對壓電陶瓷微位移器的Preisach模型和基于Preisach模型的控制方法進行較為深入的理論分析和實驗研究,并研究比較了幾種不同的控制方法.全文內(nèi)容如下:第一章綜述了進行精密微定位系統(tǒng)研究的目的和意義,分析了構成微定位系統(tǒng)的各個組成部分的發(fā)展和優(yōu)缺點,并回顧了以柔性鉸鏈機構為導軌,壓電陶瓷驅(qū)動的超精密微位

2、移系統(tǒng)國內(nèi)外的發(fā)展概況和研究現(xiàn)狀,確定了本論文的研究任第二章首先對柔性鉸鏈進行了理論分析,得出了柔性鉸鏈的設計公式;系統(tǒng)的分析了平行四桿機構的運動特性,推導了采用平行四桿機構的微動工作臺的靜態(tài)剛度;介紹了有限元分析方法和ANSYS軟件,用ANSYS軟件優(yōu)化設計了一個二維微動工作臺,并對工作臺進行了靜態(tài)分析和模態(tài)分析.第三章對壓電陶瓷微位移器的驅(qū)動機理和特性進行了理論分析,實驗測試了WSYD型和WTDS型壓電陶瓷驅(qū)動器的特性.第四章分析了

3、壓電陶瓷的極化機制及其遲滯非線性遲滯的機理,分析比較了壓電陶瓷遲滯非線性幾種模型;推導了壓電陶瓷微位移器的Preisach模型,進行了實驗建模,并對所建的Preisach模型進行實驗驗證.第五章構建了一個用于研究控制方法的微定位實驗系統(tǒng),并對實驗系統(tǒng)進行了測試.第六章首先建立了微位移系統(tǒng)的控制模型,對基于Preisach模型的開環(huán)控制、PID反饋控制和Preisach模型前饋的PID控制進行仿真和實驗研究.介紹了模糊控制和自適應逆控制在