直線型超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)的精密定位平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、精密定位技術(shù)的先進(jìn)與否是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)綜合實(shí)力的標(biāo)志之一，對(duì)其研究具有較大的應(yīng)用價(jià)值。為使精密定位平臺(tái)達(dá)到微米或亞微米定位精度，必須對(duì)其驅(qū)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制算法進(jìn)行深入的探討。本文針對(duì)直線型超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)的精密定位平臺(tái)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，并對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析及實(shí)驗(yàn)研究，主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：
　?。?）由壓電陶瓷材料的壓電效應(yīng)入手，分析驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的蝶形直線超聲電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理，由運(yùn)行機(jī)理得出電機(jī)的三種速度控制方

2、式。對(duì)三種控制方式比較后，選取調(diào)頻調(diào)速作為系統(tǒng)的速度控制方式。
　?。?）設(shè)計(jì)由二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)構(gòu)成的精密定位平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。其中，硬件平臺(tái)包括運(yùn)動(dòng)控制卡、驅(qū)動(dòng)電路和光電編碼器；軟件平臺(tái)包括數(shù)據(jù)采集處理算法和運(yùn)動(dòng)控制算法。在其共同作用下，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的精密定位。
　?。?）運(yùn)動(dòng)控制算法分為兩大類：簡(jiǎn)單閉環(huán)控制和復(fù)合控制算法。在簡(jiǎn)單閉環(huán)控制模式下，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的定位性能進(jìn)行分析，找出了影響系統(tǒng)定位精度的因素

3、。為消除此因素的影響，針對(duì)系統(tǒng)的定位性能設(shè)計(jì)了復(fù)合控制算法。研究了系統(tǒng)在復(fù)合控制算法模式下的定位性能。
　　（4）基于二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特性，分析了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)雙軸運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)二維波形跟蹤的可行性。在復(fù)合控制算法模式下，雙軸交替運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)對(duì)方波、正弦波和圓形運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤。
　　本項(xiàng)研究建立了精密定位平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)、控制系統(tǒng)，揭示了平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特性，研究了平臺(tái)的精密定位算法，并進(jìn)行了二維運(yùn)動(dòng)軌跡的波形跟蹤，以上研究成果為進(jìn)一步開展