設(shè)計(jì)了一種壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的精密傾斜平臺(tái)及其傾斜角度控制方法,實(shí)現(xiàn)了高精度傾斜控制。該控制系統(tǒng)主要由主控制器、位移探測(cè)模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、高壓驅(qū)動(dòng)模塊4部分組成,可實(shí)現(xiàn)快速精確的傾斜控制。運(yùn)用了球透鏡與位置敏感傳感器相結(jié)合的方法測(cè)量和控制精密傾斜控制平臺(tái)的傾斜角度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該平臺(tái)控制精度優(yōu)于0.5μrad,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于裝設(shè),特別適用于要求傾斜角度精密控制且低成本的工程應(yīng)用環(huán)境。

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1精密傾斜平臺(tái)。

本文所設(shè)計(jì)的基于三個(gè)PZT驅(qū)動(dòng)的精密傾斜平臺(tái)主要由5部分組成:固定底板、驅(qū)動(dòng)部件、連接部件、傳動(dòng)部件以及運(yùn)動(dòng)部件。整個(gè)平臺(tái)采用三個(gè)PZT并聯(lián)驅(qū)動(dòng),如圖1所示,該P(yáng)ZT可用于超高真空環(huán)鏡下,其長(zhǎng)度為44mm、直徑為20mm,行程為25μm,移動(dòng)分辨率為50nm,最大負(fù)載為1....

圖2平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模型圖。

本文所設(shè)計(jì)的精密傾斜平臺(tái)具有三個(gè)自由度,為了精確地控制其傾斜角度,需要確定PZT伸縮位移與平臺(tái)姿態(tài)之間的關(guān)系。圖2中A、B、C分別代表三個(gè)PZT的初始位置,O為三個(gè)PZT的幾何中心,r為PZT到O的距離,Δd1、Δd2、Δd3分別為三個(gè)PZT的位移量,P、P′分別為BC和B′C....

圖3位移測(cè)量原理圖

光電位置敏感器件(PSD)是一種對(duì)其感光面上入射光斑位置敏感的光電器件,即當(dāng)入射光斑落在器件感光面的不同位置時(shí),PSD將對(duì)應(yīng)輸出不同的電信號(hào)。通過(guò)對(duì)此輸出電信號(hào)進(jìn)行處理,便可以得到入射光斑在PSD的位置。入射光強(qiáng)度和尺寸大小與PSD的輸出信號(hào)均無(wú)關(guān),其輸出信號(hào)只與入射光的位置有關(guān)....

圖4精密傾斜平臺(tái)控制系統(tǒng)原理圖

實(shí)驗(yàn)中所采用的精密傾斜控制平臺(tái)被壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)。壓電陶瓷雖具有分辨率高、響應(yīng)速度快、驅(qū)動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn),但開(kāi)環(huán)控制下,外界環(huán)境的擾動(dòng)會(huì)對(duì)控制精度產(chǎn)生較大的影響,因此,采用了閉環(huán)比例積分(PI)控制方法以補(bǔ)償外界擾動(dòng)引起的誤差。為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的平臺(tái)控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制性能,分別使用開(kāi)環(huán)和閉環(huán)....

本文編號(hào)：3967052