實(shí)驗(yàn)名稱:二維壓電平臺(tái)補(bǔ)償控制與實(shí)驗(yàn)研究
研究方向:對(duì)研制的二維壓電平臺(tái)進(jìn)行補(bǔ)償控制與實(shí)驗(yàn)測(cè)試,首先通過電壓位移特性測(cè)試、分辨力測(cè)試等開環(huán)實(shí)驗(yàn)來獲得研制的二維壓電平臺(tái)的開環(huán)輸出特性,檢驗(yàn)其是否能實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、正負(fù)位移輸出、高分辨力等設(shè)計(jì)目標(biāo);之后根據(jù)提出的遲滯動(dòng)力學(xué)復(fù)合模型設(shè)計(jì)前饋控制器并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證前饋控制器對(duì)遲滯的補(bǔ)償能力,再結(jié)合PID控制設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng),進(jìn)行階躍響應(yīng)能力、定位能力、軌跡跟蹤能力等閉環(huán)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)二維壓電平臺(tái)系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)了高定位精度的設(shè)計(jì)目標(biāo)。最后以微納刻劃為例,展示二維壓電平臺(tái)的應(yīng)用潛力。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>驗(yàn)證理論模型和有限元仿真分析的合理性,獲取設(shè)計(jì)樣機(jī)的基本輸出性能。
測(cè)試設(shè)備:ATA-4052高壓功率放大器、信號(hào)處理器、電容位移傳感器、上下位機(jī)及A/D與D/A板卡等。
實(shí)驗(yàn)過程:
圖1:樣機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
建立了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含上下位機(jī)及A/D與D/A板卡,ATA-4052高壓功率放大器,樣機(jī),電容位移傳感器及其控制盒。所用電容位移傳感器,其量程分別為-25μm~25μm和-100μm~100μm,其靜態(tài)直線位移分辨率皆<0.001%,動(dòng)態(tài)直線位移分辨率<0.002%。系統(tǒng)中利用上位機(jī)中的軟件產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器的激勵(lì)信號(hào),利用PCI-1721板卡D/A轉(zhuǎn)換后,再經(jīng)ATA-4052高壓功率放大器進(jìn)行放大后施加到壓電陶瓷上。壓電平臺(tái)產(chǎn)生的位移通過電容位移傳感器測(cè)量、信號(hào)處理器處理后被PCI-1716板卡采集進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)通過上位機(jī)中的軟件進(jìn)行存儲(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
進(jìn)行二維壓電平臺(tái)性能實(shí)驗(yàn),分別做位移輸出特性、位移分辨力、負(fù)載能力、二維壓電平臺(tái)諧振頻率等測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了二維壓電平臺(tái)正負(fù)位移輸出輸出能力、高分辨力、一定的負(fù)載能力以及高諧振頻率。
?功率放大器推薦:ATA-4052C
圖:ATA-4052C高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)
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