导读:本文包含了压电陶瓷工作台论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微定位,压电微动工作台,特性测试,动态迟滞建模
压电陶瓷工作台论文文献综述
李尧[1]（2016）在《压电陶瓷驱动的微动工作台建模与控制研究》一文中研究指出微动工作台是超精密加工、精密驱动、精密测量等前沿学科研究中应必备的关键仪器设备。压电陶瓷由于具有压电效应,可以产生纳米级别的伸缩变形,目前广泛作为微动工作台的驱动器。然而压电式的微动工作台固有的迟滞特性、蠕变特性和动态特性严重影响了微动工作台的定位精度。本文主要以压电陶瓷作为驱动器,以柔性铰链作为支撑导轨的一体式的压电微动工作台作为研究对象,设计了压电微动工作台的上位机数据采集程序和控制软件,然后针对压电微动工作台的迟滞特性和动态特性进行建模和控制研究。具体的研究内容有以下几个方面：1.针对XP-611型压电微动工作台,搭建了压电微动工作台的的实验系统。实验系统由以下几个工作模块组成：位移传感模块、驱动电源模块、压电微动工作台、计算机机控制系统。2.在搭建的实验系统基础上,在Labview开发环境下编写了数据采集程序,对压电微动工作台的迟滞特性、动态特性和蠕变特性进行了测试分析。分析结果表明,压电微动工作台的蠕变特性对定位精度影响较小,在对定位精度要求不是极高的情况下蠕变特性可以忽略不予考虑。而迟滞特性和动态特性对于压电微动工作台的定位精度影响较大。当压电微动工作台工作在小范围慢速定位条件下迟滞特性和动态特性都体现的不明显,当工作在慢速定位条件下主要体现迟滞特性,动态特性表现不明显。而在大范围快速定位条件下,这时候动态特性和迟滞特性表现的较为严重,对定位精度影响极大。3.综合考虑微动工作台的动态特性和迟滞特性,建立了微动工作台的数学模型。其中迟滞特性建模采用PI模型,阈值采用非等分阈值法确定,权重系数首先在离线条件下拟合初载曲线进行辨识,然后在工作台工作条件下进行在线修正。动态特性建模采用二阶系统,其传递函数模型中的各参数通过频率分析法进行确定。通过精密微动实验平台,进行了二阶系统模型参数识别和PI迟滞模型参数识别。4.将具有快速响应特性的CMAC神经网络引入到压电微动工作台的控制中来,综合考虑CMAC神经网络控制和传统的PID控制,将二者相互结合,设计了压电微动工作台的CMAC-PID复合控制器。利用Matlab对PID控制和CMAC-PID复合控制分别进行了仿真。在Labview的开发环境下编写了压电微动工作台的上位机控制程序,分别对两种控制进行了跟踪实验对比。通过对仿真和实验数据的分析,得出CMAC-PID复合控制对于压电微动工作台的控制是有效的。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2016-04-01）
魏强,康英杰,王绍民[2]（2009）在《压电陶瓷工作台的自校正PID控制》一文中研究指出为了提高压电陶瓷驱动的精密工作台的定位精度,提出了一种基于自校正理论的PID控制方法。分析了工作台的动态迟滞模型,辨识了工作台的参数,设计了自校正PID控制算法。实验结果表明,与传统PID控制器相比,定位精度有了较大提高,相应速度得以加快,有效改进了工作台的性能。(本文来源于《信息技术与信息化》期刊2009年04期）
魏强,张玉林[3]（2007）在《压电陶瓷微位移工作台的建模方法》一文中研究指出压电陶瓷存在着迟滞非线性特性,而且在运行过程中,特性的变化规律也是未知的、不确定的,难以用传统方法获取既有足够精确性又不至于过分复杂的压电陶瓷微位移工作台的数学模型。基于神经网络,本文提出了一种新的建模方法。分析了微位移工作台的结构和建模方法,利用神经网络的自学习和自适应能力,在线调整模型结构和参数,减小工作台的建模误差,为控制系统提供了更为准确的模型信息。采用工作台的位移数据对网络模型进行了训练,实验结果表明,在80μm行程范围内,工作台的平均定位误差为80 nm,最大误差为100 nm,基本满足纳米定位的精度要求。(本文来源于《光学精密工程》期刊2007年10期）
闫如忠,杨建国,李蓓智,杜登超[4]（2007）在《基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现》一文中研究指出论文提出并介绍了一种基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现方法。它是由压电陶瓷、柔性铰链机构和单片机控制系统所组成的系统。将该系统以一定的方式安装在已有磨削机构上,就可以实现对高精密零件的磨削加工,实验表明,它可以保证机床的最大定位误差小于0.04μm,最大归零误差小于0.04μm。该系统已经用在精密外圆磨床上完成对工件的超精密磨削加工,满足工件最大加工误差小于0.05μm。该系统不仅用在外圆磨床的精密进给上,还可以用在平面磨床和内圆磨床上实现对高精密零件的超精密加工。(本文来源于《组合机床与自动化加工技术》期刊2007年07期）
纪华伟[5]（2006）在《压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究》一文中研究指出精密定位技术是精密制造、精密测量和精密驱动中的关键技术之一。本文以压电陶瓷驱动的微位移工作台为研究对象，结合浙江省自然科学基金资助项目“基于压电的纳米级工作台系统智能化控制方法的研究”(No. 502021)，积极吸收相关学科的新思想、新理论和新技术，采用理论研究、计算仿真和试验研究相结合的方法，对压电陶瓷驱动器迟滞非线性建模技术、柔性铰链微位移平台的设计和建模技术以及微位移工作台残余振荡消除和稳态误差控制技术进行了研究。第一章阐述了精密定位技术的研究意义，分析了压电陶瓷驱动的微位移工作台关键技术的研究现状及其存在的问题，最后给出了本文的主要研究内容、技术路线及创新点。第二章分析了压电陶瓷驱动的微位移工作台主要构成。研究了基于压电效应的多层压电陶瓷驱动器基本特点及其静、动态特性；在分析压电陶瓷驱动器迟滞非线性建模技术的基础上，重点研究了Preisach建模技术及Preisach建模过程，分析了基于双线性插值和神经网络的Preisach函数求解方法。本章最后对比了两种经典平行四杆机构的优缺点。本章内容为本文后几章的研究工作提供基础。第叁章分析了统计学习理论和支持向量机及其回归算法，提出了一种利用最小二乘支持向量机回归法(LS-SVMR: least squares support vector machine regression)求解Preisach函数的新方法，建立了压电陶瓷驱动器迟滞非线性LS-SVMR与Preisach混合模型。通过与双线性插值Preisach模型、BP神经网络Preisach模型进行试验对比，发现LS-SVMR与Preisach混合模型能够更准确的描述压电陶瓷驱动器迟滞非线性。第四章首先对比了单和双平行四杆机构的力、位移以及应力关系，在汲取两种经典结构的优点，摈弃其缺点的基础上，构建了一种具有无耦合位移、低集中应力和大位移特点的复合平行四杆原理机构，有限元仿真证明了该设计的合理性。其次，为评价环境振动对微位移平台动态性能的影响，研究了基于拉格朗日方程的工作台建模方法，建立了微位移平台动态特性的解析模型，有限元仿真和冲击试验表明该解析模型较好的描述了微位移工作台的动态特性。本章最后根据复合平行四杆原理机构，设计了低应力无耦合位移二维微位移平台，分析了加工因素对微位移平台精度的影响并研制了二维微位移平台。第五章首先分析了输入整形技术及输入整形器设计方法；根据工作台特点利用脉冲响应法设计了四脉冲输入整形器，并对其残余振荡消除效果进行了试验研究。其次，为满足开环控制的需要，研究了基于输入整形技术和压电陶瓷驱动器迟滞非线性LS-SVMR与Preisach混合模型的双前馈控制，消除了开环控制中的残余振荡，提高了响应速度。最后，为满足高精度闭环控制的要求，本章设计双前馈补偿的PID参数神经网络自整定的分时反馈混合控制器，该控制器能够有效地消除残余振荡和减小稳态误差，提高了微位移工作台的定位精度。第六章利用LabVIEW和MATLAB混合编程，构建了压电陶瓷驱动的微位移工作台测控系统，并对工作台的工作特性进行了试验测试。分析了影响微位移工作台定位精度的因素，提出了提高压电陶瓷驱动的微位移工作台定位精度的措施。第七章对本文的研究工作和研究成果进行了总结，并展望了今后可能的研究工作。(本文来源于《浙江大学》期刊2006-10-01）
张建雄,孙宝元,王红艳[6]（2006）在《基于压电陶瓷驱动器(PZT)驱动的二维微动工作台系统及控制方法的研究》一文中研究指出介绍了基于PZT驱动的二维微动工作台,该微动台采用双柔性平行四连杆结构。用ANSYS对其进行有限元分析,使用自制的电容位移传感器进行位移检测,采用前馈与模糊控制相结合的复合控制方法对系统进行控制,结果表明:该控制方法既具有开环控制的稳定性,又具有闭环控制高精度的特点。实验证明了该方法的有效性。(本文来源于《机床与液压》期刊2006年07期）
李翠红,孟永钢,田煜,温诗铸[7]（2005）在《基于超磁致伸缩和压电陶瓷的XY超精密定位工作台》一文中研究指出基于蠕动运动原理,利用超磁致伸缩材料作为驱动元件研制了直线式蠕动进给机构,同时还研制了压电陶瓷-柔性框架式蠕动进给机构．后者放置于前者之上,构成了具有毫米级行程、纳米级定位精度的XY二维精密定位工作台．在计算机控制下,对XY向位移分别进行了闭环反馈控制并测试了它们的步进性能．试验结果表明,工作台在X和Y方向上可以稳定地蠕动步进或后退,X向蠕动机构定位精度为±15 nm,Y向蠕动机构定位精度为±50 nm．(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2005年04期）
李新弘,章海军[8]（2004）在《压电陶瓷驱动的铰链放大式微动工作台研究》一文中研究指出研制了一种新的压电陶瓷驱动的铰链放大式微动工作台。介绍了该微动工作台的基本原理,利用原子力显微镜技术测定了压电陶瓷与铰链放大臂的微位移和微振动,确定了铰链机构的放大比及微动工作台的时间响应频率。结果表明,该微动工作台能以0.5μm～5μm的步长实现平稳的微位移,最大速度达到250μm/s。(本文来源于《光学仪器》期刊2004年03期）
曹荣[9]（2004）在《多自由度微定位工作台压电陶瓷控制方法研究》一文中研究指出并联六自由度平台机构具有结构刚度大、承载能力强、位置精度高、响应快等结构优点,在位置精度要求较高的诸如微型机器人、微机械、光纤传感技术、光子学等方面都有广泛的研究和应用。六自由度工作台目前大多采用由Stewart提出的Stewart结构及其变形结构,具有结构紧凑,运动灵活,各运动关节误差不积累,精度高等优点。本文研究了一种新的六自由度微位移平台结构模型,将9个压电陶瓷排列在4层平板之间,组合压电陶瓷的伸缩变形实现平台在X,Y,Z方向上的微平移和微转动。对具有迟滞特性的压电陶瓷的精密控制是平台位姿变化能否实现准确定位的关键。本文主要工作包括以下几个方面的内容:① 在对单个压电陶瓷的控制过程中,采用了Presiach控制模型、通过VisualBasic 6.0和Access数据库连接技术及数值拉格朗日线性及二次插值过程的应用,实现了压电陶瓷的前馈-反馈控制过程。② 通过对PID控制技术的应用,实现了在采用电感传感器进行位置测量的情况下的实时的反馈控制过程,积分分离过程的PID控制进一步提高了系统稳定的能力,缩小了实现系统稳定的调节时间,较先前采用的开环软件补偿方法在系统稳定性、控制精度等各方面都有了较大的提高和改进。③ 在对整个系统进行控制的过程中,在不考虑单个压电陶瓷之间个性差异的前题下,对测量过程得到的整个系统的位姿误差平均分配到各个压电陶瓷并进行进一步的反馈控制及控制电压调整过程,实现了多自由度微定位工作台在5个自由度在测量范围内的精度控制,得到了满意的实验效果。④ 完成了基于PSD空间位置检测器件的分析及相关处理电路的研究,并完成了初步的实验过程。论文通过单个压电陶瓷的实验数据采集、控制模型及PID前馈反馈控制过程结合、数值查询等过程完成了对模型的实验验证。实验数据表明,本文研究的控制方法可以实现对压电陶瓷的精密控制。在对实验平台的控制过程中也获得了较好的控制效果,此外本文还对采用PSD对多自由度微位移平台的位姿测量方法作了基本的探讨和实验检测。(本文来源于《重庆大学》期刊2004-04-25）
崔玉国[10]（2003）在《压电陶瓷自感知执行器及其驱动微动工作台控制方法的研究》一文中研究指出压电陶瓷执行器微定位技术具有许多其它微定位技术无可比拟的优点，从而获得了广泛的应用。本文将压电陶瓷执行器用于驱动工作台，为提高压电微动工作台的动静态性能，进行了如下的相关研究。 在系统分析电致伸缩效应、逆压电效应和铁电效应位移机理及对位移贡献的基础上，基于电畴转向与转向不完全立即可逆的观点，深入分析了压电陶瓷执行器迟滞非线性的成因，表明非180°电畴转向与转向的不完全立即可逆，分别是造成压电陶瓷执行器非线性和迟滞的根本原因。通过实验研究了压电陶瓷执行器在不同情况下的迟滞非线性。实验结果表明：随着驱动电压幅值的增大，压电陶瓷执行器的迟滞和非线性增大；随着驱动电压频率的增大，压电陶瓷执行器的迟滞和非线性仅略微增大； 随着驱动循环次数的增加，压电陶瓷执行器的迟滞和非线性逐渐减小。 基于压电陶瓷执行器位移-电压曲线各升程之间、各回程之间的相似性，采用坐标变换的方法，建立了一种新的简单实用的压电陶瓷执行器的迟滞非线性模型。在模型的实现过程中，为了避免求解病态方程组，采用基函数为正交多项式的最小二乘法来拟合压电陶瓷执行器的迟滞非线性模型。实验结果表明：在不同的电压驱动过程、不同的驱动电压频率以及不同的驱动循环次数下，模型均能够很好地跟踪实测值。 从基本压电方程出发，推导出压电陶瓷执行器中晶片上的自由电荷中包含执行器的位移信息，进而提出一种新的基于积分器电路的压电陶瓷执行器位移自感知的方法。该方法使得电路的调节和感知信号的获取变得容易，很好地克服了基于电桥电路的自感知方法的不足。实验结果表明，在不同的驱动电压波形、不同的驱动电压频率下，基于积分器的自感知压电陶瓷执行器均能够很好地检测出执行器的位移信号。 在准静态或低频情况下，对压电微动工作台进行了动力学分析，得出它为电学上的一阶惯性环节和机械上的二阶振荡环节的串联。进而给出了提高压电微动工作台响应速度的途径，即：一方面，应在不引起压电陶瓷执行器击穿的情况下，尽量减小电源内电阻的阻值；另一方面，应在保证刚度的情况下减小工作台运动部分的质量， 以及在保证最大期望输出位移的情况下增大柔性铰链的刚度。分析了预紧力对压电微动工作台刚度、固有频率以及输出位移的影响。为使压电微动工作台具有良好的动静态性能，应根据实验来确定合理的预紧力。推导出压电微动工作台的迟滞非线性模型同压电陶瓷执行器空载时的迟滞非线性模型具有相同的形式，但其输出位移相对于压电陶瓷执行器空载时的输出位移按一定的比例缩人连理工人学博_!:学位论文中文摘要小。基于钢球冲击法测试了压电微动工作台X向和Y向的固有频率，测试结果表明:压电微动工作台双向的固有频率均高于IkHz。 为有效地减小积分饱和并降低对扰动的敏感性，使压电微动工作台在控制系统的作用下，响应快，超调小，稳态精度高，构造了一种带有迟滞非线性模型前馈补偿的弱积分与加权微分PID控制算法。给出了PID控制器的整定方法及采样周期的确定原则。由于自感知方式具有许多独立传感器测量方式所无可比拟的优点，所以在采用压电陶瓷执行器对工作台进行驱动时，控制系统中反馈方式采用基于积分器的自感知反馈方式。实验结果表明:具有前馈补偿的弱积分与加权微分PID自感知反馈控制，具有良好的控制性能。(本文来源于《大连理工大学》期刊2003-10-01）
压电陶瓷工作台论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了提高压电陶瓷驱动的精密工作台的定位精度,提出了一种基于自校正理论的PID控制方法。分析了工作台的动态迟滞模型,辨识了工作台的参数,设计了自校正PID控制算法。实验结果表明,与传统PID控制器相比,定位精度有了较大提高,相应速度得以加快,有效改进了工作台的性能。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
压电陶瓷工作台论文参考文献
[1].李尧.压电陶瓷驱动的微动工作台建模与控制研究[D].昆明理工大学.2016
[2].魏强,康英杰,王绍民.压电陶瓷工作台的自校正PID控制[J].信息技术与信息化.2009
[3].魏强,张玉林.压电陶瓷微位移工作台的建模方法[J].光学精密工程.2007
[4].闫如忠,杨建国,李蓓智,杜登超.基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现[J].组合机床与自动化加工技术.2007
[5].纪华伟.压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究[D].浙江大学.2006
[6].张建雄,孙宝元,王红艳.基于压电陶瓷驱动器(PZT)驱动的二维微动工作台系统及控制方法的研究[J].机床与液压.2006
[7].李翠红,孟永钢,田煜,温诗铸.基于超磁致伸缩和压电陶瓷的XY超精密定位工作台[J].纳米技术与精密工程.2005
[8].李新弘,章海军.压电陶瓷驱动的铰链放大式微动工作台研究[J].光学仪器.2004
[9].曹荣.多自由度微定位工作台压电陶瓷控制方法研究[D].重庆大学.2004
[10].崔玉国.压电陶瓷自感知执行器及其驱动微动工作台控制方法的研究[D].大连理工大学.2003