本文關(guān)鍵詞：基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的平面三自由度微動(dòng)平臺(tái)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微動(dòng)平臺(tái)是精密定位技術(shù)研究中的核心內(nèi)容。高精密的微動(dòng)平臺(tái)具有分辨率高、定位準(zhǔn)確、剛度大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),故而得到了廣泛的應(yīng)用。本課題即針對(duì)基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的平面三自由度微動(dòng)平臺(tái)做出研究。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器是微動(dòng)平臺(tái)最常用到的驅(qū)動(dòng)單元。當(dāng)采用電壓方式驅(qū)動(dòng)時(shí),壓電陶瓷的位移曲線會(huì)表現(xiàn)出一定的遲滯非線性。為了減少開(kāi)環(huán)控制時(shí)遲滯性的影響,本文采用PI模型構(gòu)造了壓電陶瓷的遲滯模型曲線,并使用自適應(yīng)粒子群算法辨識(shí)了該模型的參數(shù)。此外,針對(duì)遲滯曲線的非對(duì)稱特性,改進(jìn)了模型的構(gòu)建方法。結(jié)果表明,所提出的改進(jìn)方法能明顯提高模型的精度。采用偽剛體模型法、有限元分析法分別針對(duì)并聯(lián)微動(dòng)平臺(tái)的位移、速度和工作空間進(jìn)行了分析。求得了微動(dòng)平臺(tái)的位移傳遞關(guān)系以及雅克比矩陣,計(jì)算了微動(dòng)平臺(tái)的工作空間。針對(duì)平臺(tái)的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了研究。求得了柔性鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度。分析了平臺(tái)的輸入-輸出力/力矩對(duì)應(yīng)的關(guān)系。采用拉格朗日法建立了微動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型。求得了平臺(tái)的動(dòng)能和勢(shì)能公式以及平臺(tái)的前三階固有頻率。有限元仿真和模態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了計(jì)算值的準(zhǔn)確性。最后,搭建了微動(dòng)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。使用雙頻激光干涉儀測(cè)量并標(biāo)定了壓電陶瓷輸出端的位移,修正了平臺(tái)的雅克比矩陣�；谀：齈ID控制器,搭建了微動(dòng)平臺(tái)的控制系統(tǒng)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)裝置,分析了誤差產(chǎn)生的原因。
【關(guān)鍵詞】：3-RRR微動(dòng)平臺(tái) PI遲滯模型 運(yùn)動(dòng)學(xué) 靜力學(xué) 模糊PID控制
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH703
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)況綜述11-18
• 1.2.1 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器研究現(xiàn)況11-12
• 1.2.2 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器控制技術(shù)研究12-14
• 1.2.3 微動(dòng)平臺(tái)研究14-16
• 1.2.4 微動(dòng)平臺(tái)控制方法研究16-18
• 1.3 課題來(lái)源與研究意義18-19
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容19-21
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容19
• 1.4.2 論文組織結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器建模分析21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 壓電陶瓷特性研究21-25
• 2.2.1 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)原理21-22
• 2.2.2 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2.3 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的基本特性23-25
• 2.2.4 壓電陶瓷遲滯性分析25
• 2.3 基于自適應(yīng)粒子群算法的PI模型研究25-33
• 2.3.1 PI模型簡(jiǎn)介26-27
• 2.3.2 自適應(yīng)粒子群算法簡(jiǎn)介27
• 2.3.3 PI 模型自適應(yīng)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果及分析27-29
• 2.3.4 PI 遲滯建模方法的改進(jìn)29-31
• 2.3.5 PI 模型改進(jìn)方法的驗(yàn)證31-33
• 2.4 小結(jié)33-34
• 第三章 微動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型34-40
• 3.2.1 微動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介34-35
• 3.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解35-36
• 3.2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解36-38
• 3.2.4 雅克比矩陣38-40
• 3.2.5 工作空間分析40
• 3.3 有限元法分析40-46
• 3.3.1 有限元分析法的分析過(guò)程概述41-42
• 3.3.2 平面梁?jiǎn)卧膯卧獎(jiǎng)偠染仃?/span>42-43
• 3.3.3 平面三角形單元的單元?jiǎng)偠染仃?/span>43-44
• 3.3.4 定位平臺(tái)有限元分析44-46
• 3.4 小結(jié)46-47
• 第四章 微動(dòng)平臺(tái)靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析47-54
• 4.1 引言47
• 4.2 柔順鉸鏈分析47-48
• 4.3 靜力學(xué)分析48-50
• 4.4 動(dòng)力學(xué)分析50-53
• 4.4.1 拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程50-52
• 4.4.2 有限元?jiǎng)恿W(xué)仿真52
• 4.4.3 模態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果52-53
• 4.5 小結(jié)53-54
• 第五章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析54-67
• 5.1 引言54
• 5.2 PID控制器54-55
• 5.3 模糊控制器55-60
• 5.3.1 模糊邏輯PID控制器的建立56-57
• 5.3.2 模糊化57
• 5.3.3 模糊推理57-60
• 5.3.4 解模糊60
• 5.4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建60-65
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)60-61
• 5.4.2 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器61-63
• 5.4.3 壓電陶瓷控制器63-64
• 5.4.4 dSPACE控制器64
• 5.4.5 雙頻激光干涉儀測(cè)定系統(tǒng)64-65
• 5.4.6 雅克比矩陣的標(biāo)定65
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析65-66
• 5.5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果65-66
• 5.5.2 誤差分析66
• 5.6 小結(jié)66-67
• 結(jié)論及展望67-69
• 主要工作及結(jié)論67
• 工作展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果73-74
• 致謝74-75
• 附件75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 紀(jì)華偉;楊世錫;吳昭同;;壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器非線性建模研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年04期

2 賴志林;劉向東;耿潔;;壓電陶瓷執(zhí)行器的類Hammerstein模型及其參數(shù)辨識(shí)[J];光學(xué)精密工程;2012年09期

3 賈振元,王福吉,張菊,郭麗莎;超磁致伸縮執(zhí)行器磁滯非線性建模與控制[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2005年07期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王希花;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(xué);2010年

2 溫建明;平面慣性壓電疊堆移動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究[D];吉林大學(xué);2009年

3 趙沛;超磁致伸縮材料力磁耦合特性實(shí)驗(yàn)研究[D];蘭州大學(xué);2012年

4 谷國(guó)迎;壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)微位移平臺(tái)的磁滯補(bǔ)償控制理論和方法研究[D];上海交通大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王華;平面三自由度柔順精密定位平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];汕頭大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的平面三自由度微動(dòng)平臺(tái)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：473019