納米級壓電驅(qū)動微定位平臺具有體積小巧、響應(yīng)速度快和驅(qū)動力大等優(yōu)點,應(yīng)用于微電子制造、超精密加工等領(lǐng)域。由于壓電陶瓷存在明顯的遲滯非線性,嚴重影響了定位系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。因此,遲滯非線性的處理和控制方法,是微定位平臺在實際應(yīng)用中需要解決的一類關(guān)鍵技術(shù)問題。本文以壓電驅(qū)動微定位平臺為研究對象,在自抗擾控制(ADRC)方法基礎(chǔ)上,研究遲滯非線性系統(tǒng)的高精度跟蹤控制方法。通過改進ADRC,實現(xiàn)有效的遲滯補償,從而滿足平臺的高精度定位要求。具體研究內(nèi)容如下:首先,針對壓電微定位系統(tǒng),采用實驗方法測試遲滯現(xiàn)象并分析其特性。結(jié)合開環(huán)測試結(jié)果,分析了遲滯、蠕變等特性的產(chǎn)生原因及表現(xiàn)形式。在分析系統(tǒng)動力學特性的基礎(chǔ)上,建立了微定位平臺的串聯(lián)兩箱模型,并對模型線性部分參數(shù)進行了辨識,為后續(xù)控制算法的設(shè)計提供模型基礎(chǔ)。然后,提出一種ADRC的魯棒保性能設(shè)計方法。通過在ADRC框架中引入積分環(huán)節(jié),定量地表示誤差積分。利用Lyapunov定理,給出了閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定條件。引入包含誤差積分的保性能指標衡量控制器的性能,通過求解嵌套優(yōu)化問題得到最小保性能指標下的最優(yōu)控制器參數(shù),從而避免了參數(shù)試湊,并且在不增加控... 

【文章來源】：華僑大學福建省

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

壓電微定位實驗系統(tǒng)

型的壓電驅(qū)動器，堆疊式壓電陶瓷具定位技術(shù)中具有廣泛應(yīng)用。然而，堆著輸出位移增大，驅(qū)動力減小，因此的執(zhí)行機構(gòu)。動的傳遞與能量的分配，從而將壓電出位移，是微定位系統(tǒng)的重要組成部鉸鏈支承的執(zhí)行機構(gòu)來傳遞壓電驅(qū)動動機構(gòu)不同，柔性鉸鏈機構(gòu)利用本身擦、無間隙、靈敏度高，穩(wěn)定性強、臺內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理。其中 A、B、C、，堆疊式壓電陶瓷兩端聚集電荷，差驅(qū)動力 F。此時四個柔性鉸鏈會發(fā)生彈向的電壓時，柔性鉸鏈 AB 會向相反方外部，即壓電微定位平臺的位移輸出

因此通常采用電橋電路將應(yīng)變片微小的電阻變化轉(zhuǎn)化為易于測量的電壓或電流信號。所采用的雙臂電橋電路如圖2.3 所示。其中 Vcc 為電橋激勵電壓；1R 和3R 為固定電阻，2R 和4R 為應(yīng)變片；Vout 為電壓輸出端。采用電橋測量電路的電阻應(yīng)變片式傳感器，具有精度高、靈敏度高、便于應(yīng)用等優(yōu)點。5、調(diào)理電路。圖 2.3 所示的電橋電路的輸出電壓一般 μV 級，如此小的電壓量不能直接提供給 A/D 轉(zhuǎn)換電路，因此需要調(diào)理電路對電壓信號進一步處理。通過對電橋電路μV 級的輸出信號進行轉(zhuǎn)換、放大與差分，并且經(jīng)過高精度的標定后，將位置信號成比例地轉(zhuǎn)換為 0~5V 的位置電壓，從而可以確定電壓與位置的關(guān)系。位置電壓信號反饋給控制器的模擬輸入口（10 位分辨率），閉環(huán)控制分辨率約?

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
[1]非對稱遲滯建模與遲滯系統(tǒng)辨識方法研究[D]. 付嬋君.華僑大學 2016
[2]座椅懸架系統(tǒng)的H_∞控制[D]. 趙穎博.哈爾濱工業(yè)大學 2010



本文編號：2901959