發(fā)布時(shí)間：2021-02-09 18:40

　　壓電致動(dòng)器廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械加工、微小振動(dòng)控制、光學(xué)校準(zhǔn)及精密位移測(cè)量等領(lǐng)域,是一種兼具響應(yīng)速度快、位移分辨率高、體積小及輸出力大等優(yōu)點(diǎn)的高性能位移致動(dòng)器。但是,在電壓驅(qū)動(dòng)下,壓電致動(dòng)器自身具有的遲滯特性嚴(yán)重影響了定位精度。本文提出一種用于堆棧式壓電致動(dòng)器的分時(shí)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方法,用于實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)狀態(tài)下的低遲滯驅(qū)動(dòng)。論文主要完成的工作及成果總結(jié)如下:（1）首先基于壓電致動(dòng)器的傳統(tǒng)物理驅(qū)動(dòng)模型,分析了遲滯量產(chǎn)生累加的原因,提出了一種應(yīng)用于堆棧式壓電致動(dòng)器,用于消除遲滯量累加的低遲滯獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方案。（2）分析了低遲滯獨(dú)立驅(qū)動(dòng)邏輯,在不改變?cè)简?qū)動(dòng)信號(hào)的原則下,設(shè)計(jì)了用于實(shí)現(xiàn)低遲滯驅(qū)動(dòng)方案的驅(qū)動(dòng)電路,并完成了電路的測(cè)試。（3）利用設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)方案和驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)了低遲滯獨(dú)立驅(qū)動(dòng),并對(duì)該方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的電壓并聯(lián)驅(qū)動(dòng)方法相比,采用本文提出的低遲滯獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方法,對(duì)于自制的七層堆棧式壓電陶瓷,在0.1Hz～10Hz的驅(qū)動(dòng)頻率范圍內(nèi),遲滯由12.5%降低到2.7%之內(nèi),有效的降低了遲滯。（4）對(duì)壓電致動(dòng)器低遲滯驅(qū)動(dòng)方案和驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行改進(jìn),從而降低了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜程度和實(shí)驗(yàn)成本。設(shè)計(jì)了一款用于驅(qū)動(dòng)... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 壓電特性
        1.2.1 壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)
        1.2.2 壓電陶瓷的遲滯特性
    1.3 國(guó)內(nèi)外主流遲滯校正方法
        1.3.1 電荷控制
        1.3.2 前饋控制
        1.3.3 反饋控制
    1.4 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題來(lái)源
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 低遲滯獨(dú)立驅(qū)動(dòng)原理及其實(shí)現(xiàn)方法
    2.1 傳統(tǒng)堆棧式壓電致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)模型
    2.2 堆棧式壓電致動(dòng)器低遲滯驅(qū)動(dòng)原理
    2.3 堆棧式壓電致動(dòng)器低遲滯獨(dú)立驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)形式
        2.3.1 低遲滯獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)現(xiàn)
        2.3.2 硬件驅(qū)動(dòng)電路原理設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 壓電致動(dòng)器獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的硬件設(shè)計(jì)和性能測(cè)試
    3.1 信號(hào)分離驅(qū)動(dòng)電路硬件方案設(shè)計(jì)
        3.1.1 邏輯運(yùn)算控制模塊硬件電路設(shè)計(jì)
        3.1.2 采樣保持模塊硬件電路設(shè)計(jì)
        3.1.3 消直流偏置硬件電路設(shè)計(jì)
        3.1.4 信號(hào)分離電路的PCB制板及測(cè)試
    3.2 七層堆棧式壓電致動(dòng)器遲滯及非線性校正實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.3 本章小結(jié)
第四章 驅(qū)動(dòng)方案及硬件驅(qū)動(dòng)電路改進(jìn)
    4.1 驅(qū)動(dòng)方案改進(jìn)原理
        4.1.1 多運(yùn)放驅(qū)動(dòng)方案不足
        4.1.2 壓電致動(dòng)器電壓保持特性
        4.1.3 驅(qū)動(dòng)方案改進(jìn)原理
    4.2 運(yùn)算放大器獨(dú)立復(fù)用驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)
        4.2.1 總驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)
        4.2.2 驅(qū)動(dòng)信號(hào)變換過(guò)程
        4.2.3 邏輯控制信號(hào)分析
    4.3 雙運(yùn)算放大器獨(dú)立復(fù)用驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 開(kāi)關(guān)的選用
        4.3.2 硬件電路設(shè)計(jì)
    4.4 低成本容性負(fù)載電壓放大器設(shè)計(jì)
        4.4.1 運(yùn)放驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載穩(wěn)定性分析
        4.4.2 容性負(fù)載放大器設(shè)計(jì)
        4.4.3 容性負(fù)載放大器電路測(cè)試
    4.5 雙運(yùn)放硬件驅(qū)動(dòng)方案可行性測(cè)試
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象及實(shí)驗(yàn)裝置
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.5.3 改進(jìn)方案存在的不足
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器建模與控制[J]. 劉泊,郭建英,孫永全.  光學(xué)精密工程. 2013(06)
[2]一種新廣義Preisach遲滯模型及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)[J]. 劉向東,劉宇,李黎.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(02)

碩士論文
[1]原子力顯微鏡圖像遲滯建模及實(shí)時(shí)校正方法研究[D]. 陳小波.合肥工業(yè)大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3026064