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《浙江大学》 2008年
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宏/微两级驱动的大行程高精度二维定位平台基础技术研究

李欣欣  
【摘要】: 本论文以研究大行程、高精度定位平台为主要目的,结合浙江省科技计划(国际合作)项目“纳米级超精密定位平台的研制”(No.2004C24003),研制了以平面电机及超磁致伸缩致动器为驱动单元,以基于平面电容传感器的二维位移直接解耦测量系统为测量单元的大行程高精度二维定位平台,并进行了动力学分析、优化、控制和相应的技术基础研究与实验研究。 第一章阐述了超精密定位平台的研究背景与意义,介绍了其中的驱动与测量技术,综合评述了当前国内外超精密定位平台大行程驱动方式、两级驱动方式以及位移测量技术的研究现状及其发展趋势,重点分析了实现大行程高精度二维定位的若干基础技术。最后给出了论文的主要研究内容,阐述了各章节结构之间的关系。 第二章研究了超磁致伸缩致动器的动态磁滞模型。在致动器(准)静态磁滞模型的基础上,结合涡流阻抗的估算方法,建立了致动器在不同频率下的动态模型;研究了动态模型的数值计算方法,并对仿真与实验结果进行了对比分析。 第三章根据超磁滞伸缩致动器(GMA)微动平台的磁、机特性,推导了GMA微动平台的动力学模型;建立了基于一阶有限差分-强跟踪滤波的扩展卡尔曼-布斯滤波方法,对GMA微动平台的位移测量信号进行滤波:并对所提滤波方法进行了仿真分析与实验验证。 第四章研究了基于磁滞逆补偿的超磁致伸缩致动器自适应控制方法。采用二分法数值求解超磁滞伸缩致动器(GMA)(准)静态与动态磁滞全逆模型,并将逆模型应用于GMA精密定位控制系统的前馈补偿环节。对模糊PID控制、广义最小方差—模糊PID控制以及广义预测PID控制等自适应控制算法的控制效率、控制精度进行了仿真与实验研究。利用磁滞前馈逆补偿结合多模广义预测PID控制算法,提高GMA微动平台的定位精度和起动阶段的平稳性。 第五章针对二维位移的测量,提出了基于平面电容传感器原理、具有直接解耦效果的二维位移测量方法。对比了无限大平行板电容器电容量计算公式、Hereen模型、MAXWELL静电场理论以及有限元等四种电容量计算方法的计算结果,在此基础上计算了传感器的灵敏度。最后,结合灵敏度指标对传感器的结构参数进行了设计。 第六章研制了基于平面电容传感器的二维位移直接解耦测量系统。研究了基于平面电容传感器的二维位移直接解耦测量系统研制所采用的主要技术:采用电荷放大器检测电路对传感器输出微弱信号进行放大检测,以消除PCS分布电容的影响;采用锁相检测原理对检出的信号进行相敏解调,以消除由检测电路寄生电容造成的相移;利用研制的传感器所产生的相位若为90度的两路信号进行运动辨向、1/4周期计数、相位细分以及位移量整合计算;最后,叙述了测量系统所采用的抗干扰技术。 第七章进行了宏/微两级驱动的大行程高精度二维定位系统实验研究。构建了宏/微驱动二维大行程精密定位实验平台,以及基于平面电容传感器的测量系统实验平台,对其进行了实验研究,分析了影响平台性能的主要因素。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP274

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 钟俊;宏观尺度的纳米级定位控制技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
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1 朱珠;压电陶瓷驱动器特性研究及二维微纳定位平台结构设计[D];浙江大学;2011年
2 廉孟冬;基于激光角度传感器和平面光栅的二维微位移直接解耦测量技术[D];浙江大学;2011年
3 方菲;宏微双驱动高精度二维运动平台的实现[D];浙江大学;2012年
4 文耀华;应用于高精度主轴回转误差监测的柱状电容传感器研究[D];浙江大学;2012年
5 储玉芬;基于衍射光栅计量的宏微定位系统的研究[D];湖北工业大学;2010年
6 吴奎;龙门式精密运动平台的滑模控制算法研究与实现[D];广东工业大学;2012年
7 王力超;大行程高精度定位系统控制技术研究[D];安徽大学;2012年
8 胡光学;大行程结构一体化二维微定位台参数化设计及实验[D];山东理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏春林,丁凡,路甬祥;超磁致伸缩材料驱动器实验研究[J];电工技术学报;1999年04期
2 吴鹰飞,周兆英;柔性铰链的设计计算[J];工程力学;2002年06期
3 林凌;洪权;李刚;韩晓斌;;模拟乘法器MLT04在高精度微弱光信号锁相检测电路中的应用[J];光电子技术;2005年04期
4 梅德庆,陈子辰;微制造平台的精密隔振系统研究[J];光学精密工程;2001年06期
5 李欣欣;王文;陈戬恒;陈子辰;;Jiles-Atherton模型的超磁致伸缩驱动器磁滞补偿控制[J];光学精密工程;2007年10期
6 李欣欣;王文;陈戬恒;陈子辰;;超磁致伸缩致动器的广义最小方差-模糊PID控制方法[J];光学精密工程;2008年04期
7 孙绍云,曲东升,孙立宁,王力,蔡鹤皋;宏/微驱动定位系统滑模变结构控制的研究[J];机器人;2004年01期
8 贾振元,王福吉,张菊,郭丽莎;超磁致伸缩执行器磁滞非线性建模与控制[J];机械工程学报;2005年07期
9 王碧波,岳金福,周泽兵,彭益武;基于二维精密电容微位移传感器的二维纳米定位系统[J];纳米技术与精密工程;2005年02期
10 李建文,刘书亮,付敬业,周涛,郑义忠;高精度电容测微仪关键技术[J];天津大学学报;2004年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓勤;若干个不同部件并联可修系统可用度的研究[J];阿坝师范高等专科学校学报;2005年03期
2 严云;江毅;Christopher K.Y.Leung;;用光纤光栅测量混凝土中钢筋的腐蚀——第一部分:基本原理与加速试验的结果[J];四川建筑科学研究;2005年06期
3 王威;王社良;苏三庆;;土木结构应用SMA进行振动控制存在的难点问题[J];四川建筑科学研究;2009年03期
4 范程华;朱武;;专家PID温度控制在高真空磁控溅射镀膜机中的应用研究[J];合肥师范学院学报;2009年03期
5 朱久运;吴迺陵;;金属探测门的探测部分设计[J];安防科技;2006年12期
6 郭玲玲;;火灾探测器现状及其发展趋势[J];安防科技;2010年05期
7 任毅,王树人;螺旋埋弧焊管剩磁现象的研究[J];鞍钢技术;2004年04期
8 宋宝宇;杨春雨;杨东晓;费静;王奎越;;烧结机尾断面图像在线处理与分析方法研究[J];鞍钢技术;2011年03期
9 武昌俊;PID模糊控制器的改进[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
10 曹光华;;双模糊复合控制策略及其在交流调速系统中的应用研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年02期
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1 胡春雨;李武峰;严辉;;一种新型电动汽车智能充电机的研制[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
2 刘剑锋;桂卫华;黄志武;;基于满意度的T-S模糊建模方法及应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 郑效光;庄严;王伟;;基于导航评价函数的非完整轮式移动机器人路径规划[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 刘士荣;何文波;;基于强跟踪粒子滤波器的非线性系统故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 孟庆金;权悦;景绍洪;;热电厂CFB锅炉燃烧智能控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 宋绍剑;李劲芝;林小峰;;基于执行依赖启发式动态规划的三容水槽液位控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 胡文金;周东华;;基于输入等价干扰的DC-DC变换器自适应控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 李光辉;;双离合器自动变速汽车换挡过程离合器模糊控制策略研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 杨文豪;张丽丽;戴文战;;模糊PID控制器的参数自整定方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 谭琳;文成林;;一种基于多模式的故障检测方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李高云;大型船舶航向/航迹智能容错控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王永军;含形状记忆合金复合结构振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 毛宇峰;水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
9 苏日建;信息测量系统及其若干问题的研究[D];华中科技大学;2010年
10 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
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1 彭学文;双层钢管瞬变电磁检测技术研究[D];南昌航空大学;2010年
2 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
3 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
4 蒲锰;非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究[D];山东科技大学;2010年
5 黄磊;模糊控制技术在热风炉温控系统中的应用研究[D];长春理工大学;2010年
6 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
7 陶俊剑;基因表达式编程在神经网络中的应用研究[D];广西师范学院;2010年
8 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
9 刘健洪;基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究[D];浙江理工大学;2010年
10 何文;近红外漫反射光谱结合PLS-ANN算法对药物有效成分的定量分析测定[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁万国,罗森林,周思永,郭正强;光电探测器的设计[J];半导体光电;1998年01期
2 马奎,戴晖,董卫军;二维整体式微米工作台解耦问题的研究[J];微纳电子技术;2005年02期
3 于尚民;冯仁剑;万江文;;基于状态空间法的MEMS静电驱动控制方案[J];微纳电子技术;2007年Z1期
4 刘德忠,许意华,费仁元,宇惠平,王波;柔性铰链放大器的设计与加工技术[J];北京工业大学学报;2001年02期
5 张从鹏;刘强;;直线电机定位平台的摩擦建模与补偿[J];北京航空航天大学学报;2008年01期
6 刘向东;刘宇;李黎;;一种新广义Preisach迟滞模型及其神经网络辨识[J];北京理工大学学报;2007年02期
7 陈伟力;徐超;金伟其;王霞;徐加悦;;基于压电陶瓷的光学微扫描器及其有限元分析[J];北京理工大学学报;2008年11期
8 李燕青,郝德阜;衍射光栅制造技术的发展[J];长春理工大学学报;2003年01期
9 梁淑卿;宫百香;荆丹;;柔性压电式微位移机构在精密机床定位中的应用研究[J];长春理工大学学报;2006年02期
10 姜文锐;卢泽生;;一种大行程高精度微执行器的研究[J];传感技术学报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 黄凤华;王玲;;先进控制技术的主要控制方法综述[A];第十九届电工理论学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟俊;宏观尺度的纳米级定位控制技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 赵博;衍射光栅的相位拼接[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
3 苏绍璟;大量程纳米级光栅位移测量理论及关键技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
4 时轮;一种亚纳米级栅距变化量的变栅距光栅分度控制方法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
5 王选择;正交衍射光栅计量原理及在超精密工作台上的应用[D];华中科技大学;2004年
6 夏豪杰;高精度二维平面光栅测量系统及关键技术研究[D];合肥工业大学;2006年
7 楼俊;变间距光栅设计、制作及其在位移传感器中的应用研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 节德刚;宏/微驱动高速高精度定位系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 魏强;纳米定位微位移工作台的控制技术研究[D];山东大学;2006年
10 李运堂;面向芯片封装的高加速度高精度气浮定位平台的研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廉孟冬;基于激光角度传感器和平面光栅的二维微位移直接解耦测量技术[D];浙江大学;2011年
2 王金刚;基于Visual C++与ANSYS的道岔群分析系统设计研究[D];中南大学;2010年
3 张斐;一种变距计量光栅刻划的分度定位控制系统研究[D];长春理工大学;2011年
4 方海燕;磁浮主轴回转精度的测试[D];西安理工大学;2000年
5 王军超;运动解耦六自由度并联微动机器人关键技术研究[D];燕山大学;2002年
6 陶惠峰;超精密微位移系统研究[D];浙江大学;2003年
7 李德春;二维光学内反射微小角度传感器的研究[D];天津大学;2004年
8 陈金华;TCP拥塞控制中主动队列管理算法的研究[D];南京理工大学;2004年
9 张健;高精度平面定位与控制技术的研究[D];东南大学;2004年
10 韩伯贤;四极板电容传感器在微位移测量中应用的研究[D];河北工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 方菲;宏微双驱动高精度二维运动平台的实现[D];浙江大学;2012年
2 王力超;大行程高精度定位系统控制技术研究[D];安徽大学;2012年
3 罗茜;条纹投影法中光栅条纹周期校正方法的研究[D];南昌航空大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李栓庆;下世纪初微电子机械系统的发展[J];半导体情报;1997年02期
2 李国平,魏燕定,陈子辰;精密设备系统主动隔振的基础理论与技术[J];兵工学报;2004年04期
3 夏春林,丁凡,路甬祥;超磁致伸缩材料驱动器实验研究[J];电工技术学报;1999年04期
4 贾宇辉,谭久彬;超磁致伸缩驱动器及有限元分析方法的研究[J];光学精密工程;2000年02期
5 梅德庆,陈子辰;微制造平台的精密隔振系统研究[J];光学精密工程;2001年06期
6 王雷;谭久彬;刘玉涛;;超磁致伸缩体内涡流效应有限元分析[J];光学精密工程;2006年03期
7 王岳宇;赵学增;;补偿压电陶瓷迟滞和蠕变的逆控制算法[J];光学精密工程;2006年06期
8 李欣欣;王文;陈戬恒;陈子辰;;Jiles-Atherton模型的超磁致伸缩驱动器磁滞补偿控制[J];光学精密工程;2007年10期
9 钱建强,惠梅,王东生;锁相检测式二维小角度测量装置[J];光学技术;2004年02期
10 孙慧明,于泉,范茂军;超磁致伸缩材料在测控技术中的应用[J];黑龙江大学自然科学学报;1998年04期
【相似文献】
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1 孟爱华;吕福在;程耀东;;基于超磁致伸缩致动器的脉冲喷射开关阀建模与仿真[J];机械工程学报;2009年08期
2 陈定方;舒亮;卢全国;陈敏;钟毓宁;;超磁致伸缩致动器建模与控制仿真[J];机械工程学报;2007年08期
3 李欣欣;王文;陈子辰;;超磁致伸缩致动器的广义预测-多模PID控制[J];光学精密工程;2010年02期
4 李要;龙士国;涂林;何涛焘;;结构参数对超磁致伸缩致动器动态特性的影响[J];传感器世界;2010年02期
5 李欣欣;王文;陈戬恒;陈子辰;;超磁致伸缩致动器的广义最小方差-模糊PID控制方法[J];光学精密工程;2008年04期
6 舒亮;陈定方;卢全国;;一种新的磁滞非线性前馈补偿算法[J];自动化学报;2009年07期
7 龚大成;唐志峰;吕福在;潘晓弘;;非线性Preisach理论与超磁致伸缩执行器高阶迟滞建模[J];机械工程学报;2009年12期
8 张春良,梅德庆,陈子辰;微制造平台微振动的H_2/H_∞混合控制[J];仪器仪表学报;2004年03期
9 龚大成;吕福在;潘晓弘;唐志峰;;Preisach逆补偿的GMA精密轨迹跟踪与实验优化[J];光学精密工程;2007年08期
10 舒亮;陈定方;卢全国;黄珍;;超磁致伸缩致动器中的时滞建模与Smith控制策略[J];系统仿真学报;2009年10期
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1 李欣欣;宏/微两级驱动的大行程高精度二维定位平台基础技术研究[D];浙江大学;2008年
2 孙英;超磁致伸缩致动器的神经网络控制与动态模型及实验研究[D];河北工业大学;2007年
3 张春良;微制造平台振动主动控制研究[D];浙江大学;2003年
4 武洪恩;基于Windows的开放结构控制平台及应用研究[D];山东大学;2007年
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1 胡爱娣;超磁致伸缩致动器的输出特性模型与虚拟测试技术研究[D];河北工业大学;2007年
2 李富;超磁致伸缩致动器在电控阀门中的应用研究[D];河北工业大学;2007年
3 章烨辉;基于平面电容传感器的大量程、高精度二维位移直接解耦测量方法和系统研究[D];浙江大学;2008年
4 李孟平;便携式围护结构含水率测试仪的研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
5 刘海青;基于ARM7TDMI的便携式围护结构含水率测试仪的研制[D];南京航空航天大学;2008年
6 李赟;平面电容式屋面渗漏检测仪的研制[D];郑州大学;2005年
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