本文關(guān)鍵詞：基于PZT微定位系統(tǒng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文系統(tǒng)地分析和研究了以柔性鉸鏈機構(gòu)為導軌，壓電陶瓷驅(qū)動的超精密微位移系統(tǒng)；采用有限元法設(shè)計了一個以柔性鉸鏈機構(gòu)為導軌的二維微動臺；對壓電陶瓷微位移器的Preisach模型和基于Preisach模型的控制方法進行較為深入的理論分析和實驗研究，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)的各個組成部分的發(fā)展和優(yōu)缺點，并回顧了以柔性鉸鏈機構(gòu)為導軌，壓電陶瓷驅(qū)動的超精密微位移系統(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 第二章首先對柔性鉸鏈進行了理論分析，得出了柔性鉸鏈的設(shè)計公式；系統(tǒng)的分析了平行四桿機構(gòu)的運動特性，推導了采用平行四桿機構(gòu)的微動工作臺的靜態(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)計了一個二維微動工作臺，并對工作臺進行了靜態(tài)分析和模態(tài)分析。 第三章對壓電陶瓷微位移器的驅(qū)動機理和特性進行了理論分析，實驗測試了WSYD型和WTDS型壓電陶瓷驅(qū)動器的特性。 第四章分析了壓電陶瓷的極化機制及其遲滯非線性遲滯的機理，分析比較了壓電陶瓷遲滯非線性幾種模型；推導了壓電陶瓷微位移器的Preisach模型，進行了實驗建模，并對所建的Preisach模型進行實驗驗證。 第五章構(gòu)建了一個用于研究控制方法的微定位實驗系統(tǒng)，并對實驗系統(tǒng)進行了測試。 第六章首先建立了微位移系統(tǒng)的控制模型，，對基于Preisach模型的開環(huán)控制、PID反饋控制和Preisach模型前饋的PID控制進行仿真和實驗研究。介紹了模糊控制和自適應逆控制在微位移系統(tǒng)控制中的應用。 第七章概括了本論文的主要工作，并展望今后需要進一步開展的工作。
【關(guān)鍵詞】：壓電陶瓷驅(qū)動器 柔性鉸鏈 Preisach模型 PID控制 模糊控制 自適應逆控制 微動工作臺
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TH703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-25
• 1.1 引言10-12
• 1.2 微定位系統(tǒng)的構(gòu)成及其分類12-16
• 1.2.1 微定位機構(gòu)12
• 1.2.2 微位移驅(qū)動器12-13
• 1.2.3 微定位機構(gòu)中的導軌13-14
• 1.2.4 檢測裝置及控制系統(tǒng)14-15
• 1.2.5 微定位系統(tǒng)的分類15-16
• 1.3 基于柔性鉸鏈壓電陶瓷驅(qū)動的微定位系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-23
• 1.3.1 微位移機構(gòu)的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.2 控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀20-23
• 1.4 本文的研究內(nèi)容23-25
• 第2章 微動工作臺的設(shè)計25-43
• 2.1 柔性鉸鏈設(shè)計25-29
• 2.1.1 柔性鉸鏈的力學分析25-28
• 2.1.2 正圓型柔性鉸鏈28-29
• 2.2 平臺結(jié)構(gòu)分析29-31
• 2.2.1 平行四桿結(jié)構(gòu)運動特性29-31
• 2.2.2 微位移機構(gòu)的靜態(tài)剛度K31
• 2.3 微動工作臺的設(shè)計31-42
• 2.3.1 設(shè)計要求31-32
• 2.3.2 有限元分析方法32-34
• 2.3.3 有限元分析的微動工作臺的設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化34-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第3章 壓電微位移器特性研究43-56
• 3.1 壓電效應與電致伸縮效應43-45
• 3.2 壓電陶瓷縮微位移器45-46
• 3.3 壓電陶瓷微位移器特性分析46-54
• 3.3.1 遲滯特性47-49
• 3.3.2 蠕變特性49-51
• 3.3.3 非線性特性51-52
• 3.3.4 溫度特性52
• 3.3.5 負載特性52-53
• 3.3.6 動態(tài)特性53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第4章 壓電陶瓷建模與實驗方法研究56-72
• 4.1 引言56
• 4.2 壓電陶瓷產(chǎn)生遲滯的機理56-60
• 4.2.1 壓電陶瓷的極化機制56-58
• 4.2.2 壓電陶瓷的遲滯原理58-60
• 4.3 滯回曲線的小數(shù)指數(shù)冪曲線近似法60-61
• 4.4 循環(huán)滯回模型61-62
• 4.5 非線性遲滯效應的廣義模型62-63
• 4.6 壓電陶瓷的Preisach模型63-68
• 4.7 Preisach模型的實驗研究68-70
• 4.8 本章小結(jié)70-72
• 第5章 微定位控制實驗系統(tǒng)研制72-78
• 5.1 微定位控制實驗系統(tǒng)的總體構(gòu)成72-73
• 5.2 系統(tǒng)組成部分的設(shè)計與選取73-76
• 5.2.1 微位移機構(gòu)選取和設(shè)計73
• 5.2.2 壓電陶瓷微位移器驅(qū)動電源選取與工作原理73-74
• 5.2.3 檢測裝置和傳感器的選擇74-75
• 5.2.4 A／D數(shù)據(jù)采集卡的選取75-76
• 5.2.5 計算機控制軟件76
• 5.3 系統(tǒng)測試76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 第6章 壓電陶瓷微位移系統(tǒng)控制方法的研究78-94
• 6.1 引言78
• 6.2 微位移系統(tǒng)數(shù)學模型建立78-80
• 6.2.1 壓電陶瓷微位移驅(qū)動器傳遞函數(shù)78
• 6.2.2 精密定位工作臺傳遞函數(shù)78-79
• 6.2.3 驅(qū)動系統(tǒng)傳遞函數(shù)79
• 6.2.4 微位移系統(tǒng)的傳遞函數(shù)79-80
• 6.3 基于模型的微位移系統(tǒng)開環(huán)控制80-81
• 6.4 微位移系統(tǒng)PID控制研究81-88
• 6.4.1 PID控制思想81-83
• 6.4.2 PID控制器設(shè)計83-84
• 6.4.3 PID控制仿真和實驗研究84-88
• 6.5 微位移系統(tǒng)的模糊控制研究88-91
• 6.5.1 模糊控制的思想88-89
• 6.5.2 模糊控制在壓電陶瓷微位移系統(tǒng)中的應用89-91
• 6.6 微位移系統(tǒng)的自適應逆控制研究91-94
• 6.6.1 自適應逆控制的思想91-92
• 6.6.2 自適應逆控制在壓電陶瓷微位移系統(tǒng)中的應用92-94
• 6.7 本章小結(jié)94
• 第7章 總結(jié)與展望94-96
• 碩士期間發(fā)表論文96-97
• 參考文獻97-104
• 致謝104

【引證文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王�；�;基于壓電陶瓷遲滯非線性建模及控制系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

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3 周嫻瑋;原子力顯微鏡成像與納米操作控制的研究[D];南開大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 方小東;基于新型菱形放大機構(gòu)的微位移工作臺結(jié)構(gòu)研究[D];大連理工大學;2011年

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6 劉欣;壓電陶瓷（PZT）特性的分析及實驗測試[D];昆明理工大學;2007年

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8 陳海榮;三維精密驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計研究[D];南京航空航天大學;2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于PZT微定位系統(tǒng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：308936