本文關鍵詞：大行程壓電微動臺驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微驅(qū)動、定位技術是當今世界各國研究的熱點問題,是納米測量及加工技術中的關鍵技術之一,而微位移致動器則是微驅(qū)動、定位系統(tǒng)中的重要組成部分。壓電陶瓷致動器是目前微位移技術中比較理想的驅(qū)動元件,它的出現(xiàn)開創(chuàng)了精度進入納米級的新時代。 本文中研究的課題是大行程壓電微動臺的驅(qū)動控制系統(tǒng),其主要內(nèi)容和創(chuàng)新點包括: 1、論文系統(tǒng)地介紹了壓電陶瓷的性能參數(shù)及壓電元件等內(nèi)容; 2、著重闡述了壓電微動臺的運動原理、總體機械結構設計、驅(qū)動控制系統(tǒng)設計以及性能測試實驗:結構設計方面,采用平臺式結構,增強了其實用性;變傳統(tǒng)單驅(qū)動器為雙驅(qū)動器結構,采用新穎的根據(jù)尺蠖運動(Inchworm motion)原理改進的“推—拉”接力運動原理,配以適當?shù)乃穆夫?qū)動信號,使壓電微動臺實現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)的運動。系統(tǒng)控制方面,通過單片機系統(tǒng)產(chǎn)生四路信號,經(jīng)直流放大器放大后加載到壓電微動臺�？刂瞥绦虿捎肅51軟件編程,以中斷方式實現(xiàn)波形控制。 3、對壓電陶瓷驅(qū)動器電源的作用原理、設計特點及分類進行了介紹,并給出了壓電陶瓷驅(qū)動器的電源設計要求、方法、電路及相關測試參數(shù)等方面的內(nèi)容。驅(qū)動電源采用直接穩(wěn)壓和直流放大式原理進行設計,通過與單片機控制系統(tǒng)相結合,保證壓電微動臺的運動精度。 4、實驗結果表明:壓電微動臺的運動位移是線性的,運動速度在驅(qū)動電壓為200V時可達13.86μm/s,最小步距為亞微米級,行程大于10mm,載物能力可以達到24N。
【關鍵詞】：壓電陶瓷 驅(qū)動電源 微驅(qū)動 微定位 尺蠖運動
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH703
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 微驅(qū)動定位系統(tǒng)發(fā)展狀況7-11
• 1.1.1 微位移致動器分類7-8
• 1.1.2 壓電驅(qū)動器在微位移技術中的應用8-11
• 1.2 課題研究內(nèi)容11-13
• 第二章 壓電微動臺運動原理及結構設計13-32
• 2.1 壓電微動臺運動原理13-14
• 2.1.1 尺蠖運動原理13
• 2.1.2 “推—拉”原理簡述13-14
• 2.2 壓電微動臺的設計要求14-15
• 2.3 壓電陶瓷特性簡介及壓電元件選擇15-22
• 2.3.1 壓電陶瓷的性能參數(shù)15-16
• 2.3.2 壓電陶瓷材料的固有特性16-18
• 2.3.3 壓電元件的選擇18-22
• 2.4 壓電微動臺結構設計22-27
• 2.4.1 總體設計22
• 2.4.2 夾緊裝置和驅(qū)動裝置的設計22-27
• 2.5 壓電微動臺的關鍵技術27-31
• 2.5.1 高精度導軌的設計27-30
• 2.5.2 加工的關鍵技術30-31
• 2.6 小結31-32
• 第三章 壓電微動臺驅(qū)動控制系統(tǒng)設計32-50
• 3.1 壓電微動臺控制系統(tǒng)設計32-38
• 3.1.1 控制系統(tǒng)硬件設計32-34
• 3.1.2 控制系統(tǒng)軟件設計34-38
• 3.2 壓電陶瓷驅(qū)動器電源38-42
• 3.2.1 作用原理38-39
• 3.2.2 壓電陶瓷驅(qū)動器電源設計要求39
• 3.2.3 壓電陶瓷驅(qū)動器電源分類39-42
• 3.3 驅(qū)動電源設計實現(xiàn)42-47
• 3.3.1 設計框圖42
• 3.3.2 驅(qū)動電源電路設計42-47
• 3.4 驅(qū)動電源性能測試47-49
• 3.5 小結49-50
• 第四章 壓電微動臺測試實驗及結果分析50-62
• 4.1 壓電材料性能實驗50-53
• 4.1.1 電容測微儀的標定50-51
• 4.1.2 塊狀壓電晶體的形變能力測試51-53
• 4.2 壓電微動臺性能測試53-60
• 4.2.1 實驗裝置53
• 4.2.2 實驗數(shù)據(jù)及處理53-60
• 4.3 小結60-62
• 全文總結及展望62-64
• 參考文獻64-67
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明67-68
• 致謝68

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 胡長德;溫麗梅;幸祺;;用于大范圍納米級壓電微動臺的驅(qū)動控制系統(tǒng)[J];電子測量技術;2008年08期

2 張亞超;趙美蓉;林玉池;;壓電微角度驅(qū)動器及其閉環(huán)控制檢測系統(tǒng)[J];壓電與聲光;2012年03期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 秦峰;回轉式壓電微角度執(zhí)行器驅(qū)動控制及檢測系統(tǒng)的研究[D];天津大學;2010年

2 張亞超;結合柔性鉸鏈的壓電微角度驅(qū)動器及其閉環(huán)控制研究[D];天津大學;2012年

3 胡長德;回轉式微動壓電電動機及其驅(qū)動電源的研究[D];天津大學;2006年

4 王為;光纖Bragg光柵在動態(tài)應變信號檢測中的應用研究[D];天津大學;2006年

  本文關鍵詞：大行程壓電微動臺驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：375965