壓電微動(dòng)平臺(tái)因其精度高、無摩擦、控制方法簡(jiǎn)單和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于精密驅(qū)動(dòng)、精密定位、精密與超精密加工等領(lǐng)域。為滿足航空航天領(lǐng)域光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)對(duì)微動(dòng)平臺(tái)提出的快速響應(yīng)、抗過載、高功率體積比等要求,本文基于三角放大原理提出一種新型二維壓電微動(dòng)臺(tái),以疊層壓電陶瓷為作動(dòng)單元,在放大位移的同時(shí)具有精度高、響應(yīng)快、分辨率高,雙向輸出特性對(duì)稱的優(yōu)點(diǎn),具體研究工作如下:概述目前穩(wěn)像技術(shù)及精密驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展現(xiàn)狀,分析目前各類驅(qū)動(dòng)器優(yōu)缺點(diǎn),指出壓電微動(dòng)平臺(tái)用于航空航天領(lǐng)域光學(xué)穩(wěn)像驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)勢(shì),并指出本文研究高動(dòng)態(tài)性能、大行程的二維壓電微動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)目標(biāo)。介紹了壓電材料的基本特性,并進(jìn)行理論建模、機(jī)電特性分析、動(dòng)態(tài)特性分析;針對(duì)本文使用的疊層壓電陶瓷進(jìn)行基本力學(xué)性能測(cè)試和參數(shù)標(biāo)定。為提高行程和雙向輸出性能,提出了一種一維微位移雙向壓電作動(dòng)器,建立靜力模型,并利用有限元進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化;樣機(jī)的行程達(dá)105μm,位移分辨率為100nm,階躍響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí),雙向輸出性能對(duì)稱,剛度與計(jì)算值的誤差不超過22.6%。結(jié)合一維微位移雙向壓電作動(dòng)器和柔性雙平行四桿機(jī)構(gòu)提出了一種二維壓電微動(dòng)平臺(tái),建立其靜力、動(dòng)力學(xué)理論模型... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

FLIR主動(dòng)式陀螺穩(wěn)定成像儀

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文(3) 解決長(zhǎng)焦距攝像下圖像失穩(wěn)。監(jiān)控系統(tǒng)中，大口徑、長(zhǎng)焦距的能擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，但時(shí)，載體的運(yùn)動(dòng)距離也隨焦距增加。而電子穩(wěn)像的精度只與圖像精度相關(guān)，與焦距無關(guān)[3]。國(guó)外的電子穩(wěn)像技術(shù)研究的較早，通常應(yīng)用于自動(dòng)導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)、交通道路監(jiān)控等各領(lǐng)域[11]。圖 1.3 所示為應(yīng)用了電子穩(wěn)像技術(shù)的美國(guó)捕食者無人機(jī)；電子穩(wěn)像技術(shù)用于民用領(lǐng)較多，由于其體積小、價(jià)格低廉，被廣泛應(yīng)用于民用攝像系統(tǒng)中。近年來，電子穩(wěn)像技術(shù)被泛應(yīng)用于手持?jǐn)z像設(shè)備，包括相機(jī)、攝像機(jī)、具有相機(jī)功能的手機(jī)等，手持設(shè)備會(huì)將手的抖傳遞到光學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中，如何增加穩(wěn)像性能、減小穩(wěn)像系統(tǒng)的質(zhì)量和體積成為各廠商的研究對(duì)圖 1.4 所示的新款谷歌 Pixel 手機(jī)都采用了電子穩(wěn)像技術(shù)；國(guó)內(nèi)，電子穩(wěn)像技術(shù)起步較晚，春光機(jī)所開發(fā)了基于光學(xué)陀螺儀和電子技術(shù)船舶檢測(cè)的設(shè)備穩(wěn)像技術(shù)；上海聯(lián)數(shù)科技有限公開發(fā)了前端設(shè)備和后端設(shè)備的電子圖像穩(wěn)定器，為后端設(shè)備提供清晰的視頻輸入。電子穩(wěn)像技術(shù)穩(wěn)像效果完全依賴于穩(wěn)像算法。在復(fù)雜的環(huán)境中，算法對(duì)運(yùn)動(dòng)的估計(jì)存在差，降低穩(wěn)像的效果[12]，在航空航天領(lǐng)域的攝像設(shè)備中難以達(dá)到非常好的穩(wěn)像效果。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文(3) 解決長(zhǎng)焦距攝像下圖像失穩(wěn)。監(jiān)控系統(tǒng)中，大口徑、長(zhǎng)焦距的能擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，但時(shí)，載體的運(yùn)動(dòng)距離也隨焦距增加。而電子穩(wěn)像的精度只與圖像精度相關(guān)，與焦距無關(guān)[3]。國(guó)外的電子穩(wěn)像技術(shù)研究的較早，通常應(yīng)用于自動(dòng)導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)、交通道路監(jiān)控等各領(lǐng)域[11]。圖 1.3 所示為應(yīng)用了電子穩(wěn)像技術(shù)的美國(guó)捕食者無人機(jī)；電子穩(wěn)像技術(shù)用于民用領(lǐng)較多，由于其體積小、價(jià)格低廉，被廣泛應(yīng)用于民用攝像系統(tǒng)中。近年來，電子穩(wěn)像技術(shù)被泛應(yīng)用于手持?jǐn)z像設(shè)備，包括相機(jī)、攝像機(jī)、具有相機(jī)功能的手機(jī)等，手持設(shè)備會(huì)將手的抖傳遞到光學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中，如何增加穩(wěn)像性能、減小穩(wěn)像系統(tǒng)的質(zhì)量和體積成為各廠商的研究對(duì)圖 1.4 所示的新款谷歌 Pixel 手機(jī)都采用了電子穩(wěn)像技術(shù)；國(guó)內(nèi)，電子穩(wěn)像技術(shù)起步較晚，春光機(jī)所開發(fā)了基于光學(xué)陀螺儀和電子技術(shù)船舶檢測(cè)的設(shè)備穩(wěn)像技術(shù)；上海聯(lián)數(shù)科技有限公開發(fā)了前端設(shè)備和后端設(shè)備的電子圖像穩(wěn)定器，為后端設(shè)備提供清晰的視頻輸入。電子穩(wěn)像技術(shù)穩(wěn)像效果完全依賴于穩(wěn)像算法。在復(fù)雜的環(huán)境中，算法對(duì)運(yùn)動(dòng)的估計(jì)存在差，降低穩(wěn)像的效果[12]，在航空航天領(lǐng)域的攝像設(shè)備中難以達(dá)到非常好的穩(wěn)像效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于灰色關(guān)聯(lián)度的深切口橢圓柔性鉸鏈穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 伍建軍,黃裕林,謝周偉,吳小明.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2016(07)
[2]基于柔度比優(yōu)化設(shè)計(jì)杠桿式柔性鉸鏈放大機(jī)構(gòu)[J]. 盧倩,黃衛(wèi)清,孫夢(mèng)馨.  光學(xué)精密工程. 2016(01)
[3]基于MEMS工藝的電熱致動(dòng)器研究進(jìn)展[J]. 王振祿,沈雪瑾,陳曉陽.  半導(dǎo)體光電. 2015(03)
[4]菱形壓電微位移放大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J]. 黃衛(wèi)清,史小慶,王寅.  光學(xué)精密工程. 2015(03)
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[6]深切口橢圓柔性鉸鏈優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 盧倩,黃衛(wèi)清,王寅,孫夢(mèng)馨.  光學(xué)精密工程. 2015(01)
[7]基于柔性鉸鏈杠桿放大機(jī)構(gòu)的二維微位移平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 劉濤,張心明.  機(jī)械工程師. 2014(12)
[8]一種位移放大微動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和特性分析[J]. 李會(huì)文,吳暉輝,胡俊峰.  機(jī)床與液壓. 2014(15)
[9]壓電疊堆主動(dòng)減振的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID實(shí)時(shí)控制[J]. 陳萬華,王元興,沈星,聶旭濤,黎壯聲.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[10]兩種典型柔性鉸鏈導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性分析[J]. 王凱波,須穎,邵萌,陶先臣,安冬.  納米技術(shù)與精密工程. 2014(02)

博士論文
[1]航空光電成像電子穩(wěn)像技術(shù)研究[D]. 陳曉露.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014
[2]多模式壓電直線電機(jī)的研究[D]. 王寅.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]壓電驅(qū)動(dòng)器的遲滯非線性建模與控制[D]. 陳遠(yuǎn)晟.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]微型飛行器電子穩(wěn)像技術(shù)研究[D]. 李迪.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2012
[5]光場(chǎng)成像技術(shù)研究[D]. 周志良.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[6]壓電陶瓷疊堆執(zhí)行器及其系統(tǒng)的遲滯現(xiàn)象模擬、線性化及控制方法的研究[D]. 朱煒.重慶大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于特征提取的圖像穩(wěn)像算法研究[D]. 孫宇超.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2016
[2]基于壓電材料的壓電板主動(dòng)控制研究[D]. 姚浩峰.吉林大學(xué) 2015
[3]直動(dòng)式壓電作動(dòng)器及其在穩(wěn)像系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 史小慶.南京航空航天大學(xué) 2014
[4]大口徑高倍望遠(yuǎn)系統(tǒng)的機(jī)械穩(wěn)像平臺(tái)設(shè)計(jì)[D]. 王平宇.西安工業(yè)大學(xué) 2013
[5]二維并聯(lián)壓電微動(dòng)平臺(tái)的尺寸優(yōu)化[D]. 鄭邵雍.寧波大學(xué) 2013
[6]視頻穩(wěn)像技術(shù)研究[D]. 張淼.上海交通大學(xué) 2011
[7]空間用精密微位移平臺(tái)的研究[D]. 黃金永.浙江大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3466235