壓電傳感執(zhí)行器是集壓電驅(qū)動(dòng)放大器、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器、傳感器的納米級(jí)機(jī)電一體化系統(tǒng),在微納制造和超精密加工等領(lǐng)域都有著無(wú)限的開(kāi)發(fā)潛能。本文針對(duì)本實(shí)驗(yàn)室已有壓電傳感執(zhí)行器進(jìn)行系統(tǒng)建模、控制器設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證,得到了一套完整的壓電傳感執(zhí)行器模型及控制器設(shè)計(jì)方案。從電學(xué)特性、遲滯效應(yīng)、壓電效應(yīng)和機(jī)械本體方面入手,建立了完整描述壓電傳感執(zhí)行器系統(tǒng)的綜合數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)域及頻域分析,探究系統(tǒng)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)特性影響情況,分析產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象的原因。進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)及線性控制方案的制定與仿真。明確遲滯模型建模機(jī)理,進(jìn)行模型建模分析與模型參數(shù)仿真及算法編寫。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的輸入電壓與輸出位移間的關(guān)系,運(yùn)用最小二范數(shù)法進(jìn)行模型參數(shù)求解及仿真分析,考量模型輸出位移精度。在靜態(tài)逆模型基礎(chǔ)上增加線性部分,優(yōu)化建模方案。最終動(dòng)態(tài)Prandtl-Ishlinskii遲滯模型建模精度較理想,其建模平均誤差在所測(cè)頻率區(qū)間小于0.053?m,建模相對(duì)誤差為0.29%。對(duì)壓電傳感執(zhí)行器遲滯逆模型前饋控制系統(tǒng)進(jìn)行建模分析及模型參數(shù)求解。進(jìn)行仿真分析,考量前饋逆模型控制系統(tǒng)控制下的壓電傳感執(zhí)行器輸出位移精度。在靜態(tài)逆模型... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

王耿等人設(shè)計(jì)的試驗(yàn)系統(tǒng)圖[35]

Georg等人設(shè)計(jì)的微夾鉗結(jié)構(gòu)[49]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-(c)宏/微雙驅(qū)動(dòng)移動(dòng)定位單元CAD模型圖1-3宋宇等人設(shè)計(jì)的視覺(jué)伺服型微操作機(jī)器人系統(tǒng)[51]2008年，來(lái)自福建師范大學(xué)的LuZhuochen等人[42]進(jìn)行了有關(guān)基于執(zhí)行器的智能夾持器的研究。其原理是在近紅外光驅(qū)動(dòng)下，由一種類紙張形石墨烯氧化物復(fù)合材料感知壓阻和熱阻的變化，將信號(hào)傳遞至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)基于雙模驅(qū)動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)彎曲驅(qū)動(dòng)。該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行功能和傳感功能的完美結(jié)合，既能抓取和釋放物體，又能感知執(zhí)行器的每一種執(zhí)行狀態(tài)。(a)RGO-paper/BOPP制作工藝示意圖(b)RGO-paper/BOPP對(duì)微笑的反應(yīng)(c)智能握持器在抓取和釋放物體時(shí)的感官反應(yīng)圖1-4Lu[42]等人設(shè)計(jì)的具有集成傳感功能的RGO-paper/BOPP執(zhí)行器1.3國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡(jiǎn)析1.3.1壓電陶瓷執(zhí)行器的研究現(xiàn)狀分析壓電陶瓷執(zhí)行器有納米級(jí)定位分辨率、體積孝重量輕、高剛度、傳輸力大與

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Maxwell遲滯機(jī)理的壓電驅(qū)動(dòng)器非線性動(dòng)態(tài)建模研究[J]. 劉楠,劉振明,安士杰,歐陽(yáng)光耀.  海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]掃描隧道顯微鏡掃描器的遲滯非線性控制[J]. 季宏麗,孫宏君,裘進(jìn)浩,陳遠(yuǎn)晟,朱孔軍.  振動(dòng).測(cè)試與診斷. 2017(02)
[3]微操作中操作者瞳孔的定位方法研究[J]. 陳國(guó)良,馬輝,張釧釧.  中國(guó)機(jī)械工程. 2017(04)
[4]基于PI遲滯模型的單壓電變形鏡開(kāi)環(huán)控制[J]. 田雷,陳俊杰,崔玉國(guó),馬劍強(qiáng).  儀器儀表學(xué)報(bào). 2017(01)
[5]壓電驅(qū)動(dòng)精密流量閥控制系統(tǒng)的研究[J]. 張蕊華,程玉晨,肖俊,易健,吳啟帆.  儀表技術(shù)與傳感器. 2016(04)
[6]基于自感知反饋的壓電微夾鉗PID控制[J]. 蔡成波,崔玉國(guó),孫慶龍,薛飛,鄭軍輝.  納米技術(shù)與精密工程. 2016(02)
[7]壓電陶瓷執(zhí)行器的動(dòng)態(tài)遲滯建模與零相差前饋補(bǔ)償控制[J]. 唐強(qiáng),吉方,陳東生,劉廣民,張連新.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2015(09)
[8]壓電自感知微夾鉗[J]. 崔玉國(guó),鄭軍輝,馬劍強(qiáng),蔡成波.  光學(xué)精密工程. 2015(07)
[9]智能微位移主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)的研究[J]. 王常松,梁森,韋利明.  振動(dòng)與沖擊. 2015(13)
[10]壓電微夾鉗鉗指位移與夾持力的檢測(cè)[J]. 崔玉國(guó),朱耀祥,婁軍強(qiáng),馮鋒義.  光學(xué)精密工程. 2015(05)

博士論文
[1]面向微操作的微小型機(jī)器人視覺(jué)伺服技術(shù)研究[D]. 宋宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]壓電陶瓷執(zhí)行器遲滯非線性系統(tǒng)的辨識(shí)及控制算法研究[D]. 潘云鳳.浙江理工大學(xué) 2019
[2]基于積分共振控制技術(shù)的雙級(jí)驅(qū)動(dòng)HDD磁頭定位系統(tǒng)的研究[D]. 金燦燦.山東建筑大學(xué) 2018
[3]納米操作機(jī)視覺(jué)伺服技術(shù)研究[D]. 邢有林.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[4]壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)精密擺鏡控制系統(tǒng)的研究[D]. 趙廣義.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
[5]可感知鉗指位移與夾持力的壓電微夾鉗研究[D]. 馮鋒義.寧波大學(xué) 2013
[6]面向細(xì)胞操作的微機(jī)器人系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王春雷.東北大學(xué) 2010



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