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(jī)構(gòu)為導(dǎo)軌,壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的超精密微位移系統(tǒng);采用有限元法設(shè)計(jì)了一個(gè)以柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)為導(dǎo)軌的二維微動(dòng)臺(tái);對(duì)壓電陶瓷微位移器的Preisach模型和基于Preisach模型的控制方法進(jìn)行較為深入的理論分析和實(shí)驗(yàn)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(jìn)行精密微定位系統(tǒng)研究的目的和意義,分析了構(gòu)成微定位系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的發(fā)展和優(yōu)缺點(diǎn),并回顧了以柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)為導(dǎo)軌,壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)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(duì)柔性鉸鏈進(jìn)行了理論分析,得出了柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)公式;系統(tǒng)的分析了平行四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性,推導(dǎo)了采用平行四桿機(jī)構(gòu)的微動(dòng)工作臺(tái)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(shè)計(jì)了一個(gè)二維微動(dòng)工作臺(tái),并對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行了靜態(tài)分析和模態(tài)分析.第三章對(duì)壓電陶瓷微位移器的驅(qū)動(dòng)機(jī)理和特性進(jìn)行了理論分析,實(shí)驗(yàn)測試了WSYD型和WTDS型壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的特性.第四章分析了

3、壓電陶瓷的極化機(jī)制及其遲滯非線性遲滯的機(jī)理,分析比較了壓電陶瓷遲滯非線性幾種模型;推導(dǎo)了壓電陶瓷微位移器的Preisach模型,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)建模,并對(duì)所建的Preisach模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.第五章構(gòu)建了一個(gè)用于研究控制方法的微定位實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了測試.第六章首先建立了微位移系統(tǒng)的控制模型,對(duì)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(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)研究.介紹了模糊控制和自適應(yīng)逆控制在