直線型超聲電機(jī)驅(qū)動的精密定位平臺運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、精密定位技術(shù)的先進(jìn)與否是衡量一個國家制造業(yè)綜合實力的標(biāo)志之一，對其研究具有較大的應(yīng)用價值。為使精密定位平臺達(dá)到微米或亞微米定位精度，必須對其驅(qū)動與運(yùn)動控制算法進(jìn)行深入的探討。本文針對直線型超聲電機(jī)驅(qū)動的精密定位平臺的特點，設(shè)計了運(yùn)動控制系統(tǒng)，并對運(yùn)動控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析及實驗研究，主要完成了以下幾個方面的工作：
　?。?）由壓電陶瓷材料的壓電效應(yīng)入手，分析驅(qū)動平臺的蝶形直線超聲電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理，由運(yùn)行機(jī)理得出電機(jī)的三種速度控制方

2、式。對三種控制方式比較后，選取調(diào)頻調(diào)速作為系統(tǒng)的速度控制方式。
　?。?）設(shè)計由二維運(yùn)動平臺、硬件平臺和軟件平臺構(gòu)成的精密定位平臺運(yùn)動控制系統(tǒng)。其中，硬件平臺包括運(yùn)動控制卡、驅(qū)動電路和光電編碼器；軟件平臺包括數(shù)據(jù)采集處理算法和運(yùn)動控制算法。在其共同作用下，實現(xiàn)運(yùn)動平臺的精密定位。
　?。?）運(yùn)動控制算法分為兩大類：簡單閉環(huán)控制和復(fù)合控制算法。在簡單閉環(huán)控制模式下，對運(yùn)動控制系統(tǒng)的定位性能進(jìn)行分析，找出了影響系統(tǒng)定位精度的因素

3、。為消除此因素的影響，針對系統(tǒng)的定位性能設(shè)計了復(fù)合控制算法。研究了系統(tǒng)在復(fù)合控制算法模式下的定位性能。
　?。?）基于二維運(yùn)動平臺的結(jié)構(gòu)特性，分析了運(yùn)動控制系統(tǒng)雙軸運(yùn)動實現(xiàn)二維波形跟蹤的可行性。在復(fù)合控制算法模式下，雙軸交替運(yùn)動，實現(xiàn)平臺對方波、正弦波和圓形運(yùn)動軌跡的跟蹤。
　　本項研究建立了精密定位平臺的驅(qū)動、控制系統(tǒng)，揭示了平臺的運(yùn)動特性，研究了平臺的精密定位算法，并進(jìn)行了二維運(yùn)動軌跡的波形跟蹤，以上研究成果為進(jìn)一步開展