微納定位裝置在半導體制造與裝配、生物醫(yī)學、精密光學測量等行業(yè)應用廣泛,是實現(xiàn)精密制造加工與精密測量的核心部件與關鍵技術,近年來受到了國內(nèi)外學者的持續(xù)關注。常見的如以壓電陶瓷為驅(qū)動器的定位裝置,分辨率高,但是其運動行程只能達到幾十到一百微米;而以磁懸浮技術為基礎的定位裝置由于消除了摩擦力的影響能夠?qū)崿F(xiàn)高速高精度的定位任務,但是其控制系統(tǒng)復雜,并且對于負載變化十分敏感。本文的微納定位裝置采用以柔性機構為導向部件,以音圈電機為驅(qū)動器,能夠?qū)崿F(xiàn)大行程、高精度的定位任務。但是由于柔性機構是一種彈性機構,阻尼低,裝置在運動過程中易受外界擾動發(fā)生長時間大幅度的振動,影響控制精度,甚至對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成影響。針對上述問題,本文進行了如下研究:第一,基于柔性支撐的微納定位裝置及其伺服控制。分析了柔性機構、音圈電機基本特征;完成了微納定位裝置的基本性能測試;通過數(shù)學推導以及正弦掃頻獲得微納定位裝置數(shù)學模型、頻率響應以及傳遞函數(shù)模型,驗證了其低阻尼特性;并基于dSPACE半實物仿真系統(tǒng)建立定位裝置的三環(huán)PID控制系統(tǒng)。第二,基于正速度反饋的振動抑制算法。在微納定位裝置速度環(huán)頻率響應的基礎上,設計正速度反饋（P... 

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究的目的意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 微納定位裝置研究現(xiàn)狀
        1.3.2 振動抑制研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于柔性支撐的微納定位裝置及其伺服控制
    2.1 引言
    2.2 微納定位裝置
        2.2.1 微納定位裝置機構
        2.2.2 微納定位裝置的數(shù)學建模
        2.2.3 微納定位裝置的基本性能測試
    2.3 基于數(shù)據(jù)的系統(tǒng)精確建模
        2.3.1 基于正弦掃頻的系統(tǒng)頻率響應測試方法
        2.3.2 伺服控制系統(tǒng)掃頻實驗及結果分析
        2.3.3 定位裝置機電系統(tǒng)的精確建模
    2.4 伺服控制
        2.4.1定位裝置控制系統(tǒng)設計及仿真實驗
        2.4.2 控制系統(tǒng)實驗及結果分析
    2.5 小結
第3章 基于正速度反饋的振動抑制算法
    3.1 引言
    3.2 正速度反饋算法及其穩(wěn)定性分析
        3.2.1 正速度反饋振動抑制算法
        3.2.2 正速度反饋控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    3.3 正速度反饋控制器設計
        3.3.1 基于PI控制器的正速度反饋算法
        3.3.2 基于系統(tǒng)模型的正速度反饋控制器設計
        3.3.3 仿真及結果分析
    3.4 實驗及結果分析
    3.5 小結
第4章 基于阻尼器的振動抑制方法
    4.1 引言
    4.2 基于阻尼器振動抑制機理及方法
    4.3 阻尼器振動抑制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        4.3.1 基于數(shù)學等效模型的穩(wěn)定性分析
        4.3.2 基于系統(tǒng)離散模型的穩(wěn)定性分析
    4.4 基于阻尼器振動控制系統(tǒng)實驗及結果分析
        4.4.1控制系統(tǒng)粘性阻尼仿真實驗
        4.4.2 控制系統(tǒng)粘性阻尼實驗及結果分析
    4.5 小結
第5章 基于組合型三角函數(shù)的軌跡規(guī)劃設計
    5.1 引言
    5.2 經(jīng)典軌跡規(guī)劃方法
    5.3 基于組合型三角函數(shù)的軌跡規(guī)劃設計方法
        5.3.1 基于三角函數(shù)的軌跡規(guī)劃設計方法
        5.3.2 基于三角函數(shù)的軌跡特性分析
        5.3.3 仿真及結果分析
    5.4 基于三角函數(shù)軌跡規(guī)劃實驗及結果分析
        5.4.1 微納定位裝置軌跡規(guī)劃實驗與性能比較
        5.4.2 高速直線電機軌跡規(guī)劃實驗與性能比較
    5.5 小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：3716761