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基于压电陶瓷的精密定位技术研究及实现

方元坤  
【摘要】: 本课题来源于国家自然科学资助基金项目“电荷反馈式压电陶瓷精密定位机构及非线性控制技术”(项目批准号:10376043)。本文研究了Cymbal型压电作动器的位移放大机理,设计了基于Cymbal型压电作动器的微进给机构。试验结果表明,在相同驱动电压下Cymbal型复合压电作动器的行程是叠堆式压电作动器的6倍。 实验表明,压电作动器上的激励电压与其输出位移之间存在很大的非线性迟滞回环。文中采用了电荷反馈控制的方法,大幅度缩小了压电作动器的迟滞回环,提高了作动器的线性度。针对驱动器输出电流漂移造成的压电作动器(容性负载)电荷积累,文中引入了抑制驱动器电流漂移的反馈环节,取得了预期的控制效果。此外,文中还详细介绍了基于压电陶瓷电荷反馈控制的二维微动工作台,内容包括:压电作动器、机械结构、驱动器、测微仪、基于C8051F021单片机控制系统的软硬件的设计与实现。


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