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《浙江大学》 2011年
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基于压电驱动的多自由度微操纵平台及其测控技术的研究

吴佳杰  
【摘要】:为了满足微纳技术和生物医学技术对微操纵技术的强烈需求,本文开展基于压电驱动的多自由度微操纵平台及其测控技术的研究。完成了五自由度微操纵平台机械本体的设计,并对压电陶瓷迟滞非线性特征进行建模研究,同时,采用模块化设计策略,以PXI总线为信息传输桥梁,DSP+FPGA为中心测控单元,开发了一种高性能数字式多通道控制器。在此基础上,将各部分进行系统集成,实现了一套基于压电驱动的多自由度微操纵平台原型样机,实验研究证实了所研发技术和平台的可行性和有效性。具体工作包括: 第一章,论述了开展高精度多自由度微操纵系统研究的重要意义,对基于压电驱动的多自由度微操纵系统及其相关技术研究现状和发展趋势进行了系统概述,为后续研究指明了方向,并规划本论文的研究内容及章节安排。 第二章,在完成二维和三维微运动平台机械结构的基础上,构建了五自由度微操纵平台本体,对平台的基本结构和工作原理进行了介绍,重点考察了所设计平台的静、动态特性,并利用有限元分析证实了采用方案的可行性。 第三章,在对各类压电陶瓷迟滞非线性建模技术比较的基础上,将双线性插值算法、BP神经网络算法和支持向量机回归算法融入到Preisach模型中,并开展仿真与实验研究,实现对压电驱动器的有效控制。 第四章,针对上述微操纵平台本体的特点,开展了相关测控技术的研究。采用模块化的设计策略,以PXI总线为信息传输桥梁,DSP+FPGA为中心测控单元,开发了一种基于PXI总线的高性能数字式多通道微操纵平台控制器。 第五章,集成研发了一套基于压电驱动的多自由度微操纵平台原型样机,开展了实验研究,证实了本文技术及平台的可行性和有效性。 第六章,总结了本文所取得的研究成果,并展望了今后的研究工作。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH703

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【参考文献】
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