發(fā)布時間：2017-06-07 18:05

  本文關(guān)鍵詞：高精度定位平臺振動誤差補(bǔ)償技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著納米光刻、MEMS封裝、超精密加工、微電子工程、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域的迅速發(fā)展,對定位平臺的定位精度要求也越來越高,定位系統(tǒng)的發(fā)展也將促進(jìn)超精密加工、精密測量及大規(guī)模集成電路等行業(yè)的發(fā)展。振動是影響定位平臺定位精度的主要因素之一,為進(jìn)一步提高定位平臺的精度,本文針對直線電機(jī)驅(qū)動的氣浮定位平臺的振動特性,重點(diǎn)研究振動對定位精度的影響。通過設(shè)計振動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)對定位平臺因振動而引起的誤差進(jìn)行實(shí)時補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)定位平臺的高精度定位。針對定位平臺高精度、高動態(tài)的運(yùn)動特性,設(shè)計定位平臺的總體結(jié)構(gòu),并基于內(nèi)部振源的振動特點(diǎn),建立X、Y、Z三方向的振動的物理和數(shù)學(xué)模型,計算其固有頻率,同時建立定位平臺的機(jī)電耦合數(shù)學(xué)模型,采用PID控制與最小節(jié)拍組合控制方法,完成定位系統(tǒng)的階躍仿真分析,驗(yàn)證定位平臺能夠進(jìn)行高加速啟停的往復(fù)平穩(wěn)運(yùn)動�；诟呔榷ㄎ黄脚_的振動誤差,設(shè)計基于壓電陶瓷(PZT)直接驅(qū)動雙層平行板彈性鉸鏈形式的振動補(bǔ)償機(jī)構(gòu),通過有限元仿真分析,研究振動補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的動、靜態(tài)特性,得到平行板鉸鏈的尺寸。設(shè)計前饋-PID控制器,提高壓電陶瓷的驅(qū)動定位精度,并對微動控制系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)跟蹤響應(yīng)仿真研究。建立基于誤差補(bǔ)償精密定位系統(tǒng),對振動誤差補(bǔ)償平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證其滿足本文的設(shè)計指標(biāo)。并對高精度定位平臺進(jìn)行振動誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證基于誤差補(bǔ)償系統(tǒng)的高精度定位平臺能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位。
【關(guān)鍵詞】：高精度定位平臺 振動誤差 誤差補(bǔ)償 壓電陶瓷
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB53
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 高精度定位平臺國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 機(jī)構(gòu)形式的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 控制方法的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 課題的來源及主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 定位平臺總體結(jié)構(gòu)及振動誤差分析20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 高精度定位平臺總體結(jié)構(gòu)設(shè)計20-26
• 2.2.1 導(dǎo)軌形式及驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選取20-22
• 2.2.2 不同平臺結(jié)構(gòu)的有限元仿真對比22-24
• 2.2.3 定位平臺技術(shù)指標(biāo)及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計24-25
• 2.2.4 定位平臺關(guān)鍵部件設(shè)計25-26
• 2.3 高精度定位平臺動力學(xué)仿真分析26-29
• 2.3.1 定位平臺模態(tài)分析27-28
• 2.3.2 定位平臺諧響應(yīng)分析28-29
• 2.4 高精度定位平臺振動誤差來源分析29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 高精度定位平臺振動誤差建模32-45
• 3.1 引言32
• 3.2 定位平臺振動誤差與機(jī)電耦合模型建立32-42
• 3.2.1 X軸定位平臺振動誤差模型32-34
• 3.2.2 Y軸定位平臺振動誤差模型34-35
• 3.2.3 Z軸定位平臺振動誤差模型35-38
• 3.2.4 系統(tǒng)固有頻率的計算38
• 3.2.5 直線電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立38-40
• 3.2.6 X軸和Y軸機(jī)電耦合數(shù)學(xué)模型的建立40-42
• 3.3 定位平臺響應(yīng)特性分析42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 高精度定位平臺振動誤差補(bǔ)償方法45-60
• 4.1 引言45
• 4.2 振動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計45-48
• 4.2.1 壓電陶瓷致動器匹配選型46-47
• 4.2.2 雙層平行板彈性鉸鏈剛度模型的計算47-48
• 4.3 振動誤差補(bǔ)償系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立48-50
• 4.3.1 壓電陶瓷的數(shù)學(xué)模型48-49
• 4.3.2 振動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型49-50
• 4.4 振動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)有限元分析50-54
• 4.4.1 振動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特性分析51-52
• 4.4.2 振動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的模態(tài)分析52-53
• 4.4.3 振動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的位移耦合分析53-54
• 4.5 微動控制系統(tǒng)設(shè)計54-58
• 4.5.1 前饋-PID混合控制方法研究55-56
• 4.5.2 微動控制系統(tǒng)階躍與軌跡跟蹤仿真分析56-58
• 4.5.3 定位系統(tǒng)雙重閉環(huán)控制策略58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 第五章 高精度定位平臺振動誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)60-71
• 5.1 引言60
• 5.2 高精度定位平臺試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建60-62
• 5.3 振動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的測試62-67
• 5.3.1 振動誤差補(bǔ)償平臺的遲滯非線性測試62-63
• 5.3.2 位移分辨率、行程及重復(fù)定位精度測試63-65
• 5.3.3 位移耦合度測試65
• 5.3.4 動態(tài)響應(yīng)及動態(tài)跟蹤測試65-67
• 5.4 振動誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)研究67-70
• 5.4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)組成67
• 5.4.2 振動誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)67-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果77-78
• 致謝78-79

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