非共振式压电直线电机精密驱动及定位控制

• 作者: 曹小涛 李德全 李洪文 杨维帆 林冠宇
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 非共振式压电陶瓷 迟滞逆模型 大行程高精度定位控制 FPGA 复合控制模型
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 2139-2148
• 页数: 10页
• 分类号: TP394.1|TH691.9
• 字数: 5177字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20172508.2139

摘要

为实现光机结构、集成电路等领域中大行程及高精度的位移控制,利用较为适用的非共振式尺蠖型压电直线电机,基于高压功率运算放大器,设计了非共振式压电直线电机的精密复合放大驱动电路,通过理论分析及实验得到的伯德图验证了驱动电路的分辨率和幅频特性.以现场可编程门阵列(FPGA)为核心处理器,以光栅尺为反馈元件,通过分析非共振式压电直线电机的多种运行模式,根据直线电机的运行时序,设计完成了开环大范围整步运行模式与闭环小范围单步运行模式相结合的控制策略,在单步运行模式中分别设计完成了PID控制算法及PID与压电陶瓷迟滞逆模型前馈相结合的复合控制算法.实验结果表明,该控制策略能够实现大行程内的精密位移控制,复合控制算法具有比PID更加优越的控制效果,能够在21 mm大行程内实现1.5 nm的闭环定位控制精度,直线电机的最大驱动力可达300N,满足大行程高精度位移控制的应用需求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曹小涛	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	29	178	8.0	12.0
2	林冠宇	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	47	160	8.0	10.0
3	李洪文	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	76	784	17.0	25.0
4	李德全	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	7	80	5.0	7.0
5	杨维帆	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	9	27	2.0	4.0