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压电陶瓷微位移驱动器在FY—3卫星G型辐射制冷器上的应用 被引量:5
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作者 涂锋华 王维扬 +1 位作者 董德平 付立英 《科学技术与工程》 2008年第14期4029-4032,共4页
压电陶瓷微位移驱动器是利用逆压电效应来实现电控位移并产生驱动力的一种新型微位移器件。FY—3气象卫星有效载荷中分辨率光谱成像仪(MERSI)采用大冷量G型辐射制冷器冷却碲镉汞(HgCdTe)红外探测器,即长波红外和短波红外线列探测器,分... 压电陶瓷微位移驱动器是利用逆压电效应来实现电控位移并产生驱动力的一种新型微位移器件。FY—3气象卫星有效载荷中分辨率光谱成像仪(MERSI)采用大冷量G型辐射制冷器冷却碲镉汞(HgCdTe)红外探测器,即长波红外和短波红外线列探测器,分别安装在辐射制冷器二级和一级上。在对G型辐射制冷器的后光路校核过程中,根据传递函数(MTF)值确定其相对于红外探测器组件的最终位置。压电陶瓷微位移驱动器作为真空和低温下红外透镜组件的驱动工具。 展开更多
关键词 G型辐射制冷器 压电陶瓷微位移驱动器 低温红外光校 低温标定
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压电陶瓷微位移驱动器建模与控制 被引量:53
2
作者 刘泊 郭建英 孙永全 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1503-1509,共7页
考虑利用白光干涉仪进行表面三维形貌测量时压电陶瓷(PZT)的蠕变效应对微位移驱动器位移精度的影响,提出了一种沿参考镜光轴方向提高该驱动器位移精度的方法。系统研究了该驱动器的位移检测回路、PID闭环控制以及蠕变补偿控制;利用光电... 考虑利用白光干涉仪进行表面三维形貌测量时压电陶瓷(PZT)的蠕变效应对微位移驱动器位移精度的影响,提出了一种沿参考镜光轴方向提高该驱动器位移精度的方法。系统研究了该驱动器的位移检测回路、PID闭环控制以及蠕变补偿控制;利用光电位置传感器和光学杠杆调节位移检测回路,将压电陶瓷驱动器微位移反馈至控制系统,建立PID闭环控制。充分考虑了PZT蠕变特性对测量过程的影响,建立了"电压蠕变"补偿模型,实现了基于PID闭环控制与蠕变补偿控制相结合的复合控制方法。利用XL-80激光干涉仪测量压电陶瓷驱动器在PID闭环控制和复合控制二种情况下的微位移,实验结果显示前者位移误差为0.007μm,后者位移误差为0.005μm。结果表明该方法可有效克服压电陶瓷迟滞非线性和蠕变对测量结果的影响,满足表面三维形貌测量的高精度要求。 展开更多
关键词 压电陶瓷 位移驱动器 PID闭环控制 电压蠕变补偿
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逆压电效应的压电常数和压电陶瓷微位移驱动器 被引量:16
3
作者 陈大任 李国荣 殷庆瑞 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期861-866,共6页
本文介绍了由过压电效应的应变-电场曲线测得弱场和强场下的压电常数d_33、d_31.测量发现S~E曲线上呈现应变和压电系数突增的阈值场强E_b,用铁电陶瓷固有的90°畴转向对应变的贡献进行了分析和讨论.该方法与以往常用的正压电效... 本文介绍了由过压电效应的应变-电场曲线测得弱场和强场下的压电常数d_33、d_31.测量发现S~E曲线上呈现应变和压电系数突增的阈值场强E_b,用铁电陶瓷固有的90°畴转向对应变的贡献进行了分析和讨论.该方法与以往常用的正压电效应的压电常数测试相比,方便、简单,尤其对过压电效应的压电微位移驱动器应用更具有实际意义. 展开更多
关键词 压电常数 压电效应 压电陶瓷 位移
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PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能研究 被引量:32
4
作者 李国荣 陈大任 殷庆瑞 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期418-424,共7页
采用陶瓷坯膜流延成型和陶瓷坯膜/金属内电极共烧技术,制作了多层片式高含铅PZT软性压电陶瓷微驱动器.该器件具有体积小、工作电压低、位移量大(38V,105μm)的特点.本文对制作的多层片式器件在直流和单向交流工作电压的作用下产... 采用陶瓷坯膜流延成型和陶瓷坯膜/金属内电极共烧技术,制作了多层片式高含铅PZT软性压电陶瓷微驱动器.该器件具有体积小、工作电压低、位移量大(38V,105μm)的特点.本文对制作的多层片式器件在直流和单向交流工作电压的作用下产生的静态和动态位移特性,从PZT压电陶瓷材料的晶体和电畴结构特点进行了分析和研究. 展开更多
关键词 压电陶瓷 驱动器 位移 陶瓷 PZT 多层片式
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HHT算法在压电陶瓷驱动器的微纳米位移传感器中的应用(英文) 被引量:4
5
作者 胡欢 余永 +2 位作者 王慧 吴倩 葛运建 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期456-462,共7页
从传感器中采集到的信号即使经过了模拟滤波,但是其通过数据采集系统后仍然会含有随机噪声。然而,这些随机噪声会限制传感器的分辨率和影响系统的动态范围。针对这一问题,利用HHT算法的经验模态分解对从基于压电陶瓷驱动的微纳米传感器... 从传感器中采集到的信号即使经过了模拟滤波,但是其通过数据采集系统后仍然会含有随机噪声。然而,这些随机噪声会限制传感器的分辨率和影响系统的动态范围。针对这一问题,利用HHT算法的经验模态分解对从基于压电陶瓷驱动的微纳米传感器中采集到的数字信号进行数字滤波,进而对采集到的微弱信号进行进一步处理,以提高微纳米传感器在稳态输出时信号的信噪比从而提高传感器的性能。主要采用两种方法:一种方法是滤掉经过模态分解后信号中的最高频噪声,另一种方法是滤掉经过模态分解后信号中的前两阶噪声。最后对比实验结果证实了此算法的有效性,其能够有效的改善传感器的线性度。 展开更多
关键词 纳米位移传感器 压电陶瓷驱动器 希尔伯特-黄变换算法 经验模态分解 信号处理
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微位移系统中压电陶瓷驱动器迟滞建模 被引量:2
6
作者 吕雪军 李国平 +1 位作者 邱辉 李剑锋 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第4期27-30,共4页
针对超精密微位移系统中压电陶瓷驱动器的迟滞非线性问题,提出了一种基于遗传反向传播(BP)神经网络的压电陶瓷迟滞非线性建模方法。通过电涡流位移传感器获取压电陶瓷驱动器不同电压值下所对应的位移值;利用六次多项式拟合获得迟滞的数... 针对超精密微位移系统中压电陶瓷驱动器的迟滞非线性问题,提出了一种基于遗传反向传播(BP)神经网络的压电陶瓷迟滞非线性建模方法。通过电涡流位移传感器获取压电陶瓷驱动器不同电压值下所对应的位移值;利用六次多项式拟合获得迟滞的数学模型,从而建立基于遗传BP神经网络的迟滞模型。实验结果显示:该迟滞模型在神经网络测试下的最大误差为0.082 1μm,平均绝对误差为0.015 8μm。表明,所建的迟滞模型能够较精确地反映出压电陶瓷驱动器的迟滞特性,同时为微位移控制系统设计提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 压电陶瓷驱动器 电涡流位移传感器 位移系统 神经网络 迟滞非线性
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压电陶瓷微位移驱动技术的研究 被引量:4
7
作者 许黎明 胡德金 +1 位作者 张广鹏 赵晓明 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第9期31-35,共5页
精密异形非圆回转曲面的加工是精密加工中很重要的内容 ,微位移驱动技术是其中的关键技术。压电陶瓷驱动控制精度高、可操作性强 ,但它的输出位移小 ,而且对于一定的驱动电源 ,输出幅度与输出频率负相关 ,制约了它在高频响、较大幅度位... 精密异形非圆回转曲面的加工是精密加工中很重要的内容 ,微位移驱动技术是其中的关键技术。压电陶瓷驱动控制精度高、可操作性强 ,但它的输出位移小 ,而且对于一定的驱动电源 ,输出幅度与输出频率负相关 ,制约了它在高频响、较大幅度位移输出场合中的应用。文章首先对压电陶瓷的静、动态驱动特性进行了分析 ,并就特定PZT(PiezoelectricTranslator)进行了实验 ,在此基础上提出了该类微位移驱动有效的加工范围和改善其输出特性的措施 。 展开更多
关键词 压电陶瓷 位移驱动 异形曲面 精密加工 切削加工
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基于ILC的压电微位移驱动器电源线性化研究 被引量:2
8
作者 魏燕定 黄金永 董春兵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期570-573,共4页
压电微位移驱动器是一种利用压电材料逆压电效应制作的微位移器 ,具有体积小 ,分辨率高 ,重复性好 ,不产生热等优点 ,然而压电驱动器也具有滞回、蠕变、严重的非线性等不良特性 ,给驱动器精确定位带来误差 ,使驱动器电压位移转换信号失... 压电微位移驱动器是一种利用压电材料逆压电效应制作的微位移器 ,具有体积小 ,分辨率高 ,重复性好 ,不产生热等优点 ,然而压电驱动器也具有滞回、蠕变、严重的非线性等不良特性 ,给驱动器精确定位带来误差 ,使驱动器电压位移转换信号失真。为使压电驱动器输入输出具有线性度 ,常用的方法是对驱动电源进行电压补偿来实现线性化。这里提出一种实用新颖的电源线性化方法—基于迭代自学习控制 (IL C)策略的线性化方法 ,该法具有在线、快速的优点 。 展开更多
关键词 电源线 线性化 压电驱动器 自学习控制 位移驱动器 体积小 有线 信号失真 线性度 驱动电源
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一种闭环控制的压电陶瓷微位移器驱动电源 被引量:4
9
作者 王广林 王慧峰 +1 位作者 邵东向 卢泽生 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第2期121-123,135,共4页
介绍了压电陶瓷微位移器驱动电源的闭环反馈控制驱动系统的组成和工作原理,并对控制器的硬件系统构成进行了说明。软件采用模块化设计,可根据实际工作场合通过软件设定为开环控制和闭环控制。在数字控制算法d(t)和可控输出稳压电压源的... 介绍了压电陶瓷微位移器驱动电源的闭环反馈控制驱动系统的组成和工作原理,并对控制器的硬件系统构成进行了说明。软件采用模块化设计,可根据实际工作场合通过软件设定为开环控制和闭环控制。在数字控制算法d(t)和可控输出稳压电压源的设计上有所突破。通过合理地设计软件算法d(t)来补偿电致伸缩陶瓷h(t)特性上的缺陷。 展开更多
关键词 压电陶瓷位移 驱动电源 闭环控制 控制驱动系统 电致伸缩陶瓷 模块化设计 工作原理 闭环反馈 系统构成 输出稳压 控制算法 开环控制 软件算法 控制器 电压源 硬件
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压电陶瓷微位移器及其驱动电源的研制 被引量:2
10
作者 王永红 王硕 +1 位作者 马蛟 梁恒 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第12期68-71,156,共5页
针对相移干涉测量系统中微位移的要求,研制了一种新型压电陶瓷微位移器及其驱动电源,该驱动电源采用集成功率运算放大器配合外围器件组成直流放大式结构,能够有效解决输出电压的非线性问题,减少自激现象,提高系统的稳定性。对研制的压... 针对相移干涉测量系统中微位移的要求,研制了一种新型压电陶瓷微位移器及其驱动电源,该驱动电源采用集成功率运算放大器配合外围器件组成直流放大式结构,能够有效解决输出电压的非线性问题,减少自激现象,提高系统的稳定性。对研制的压电陶瓷微位移器进行了实验标定。经测试,研制的驱动电源具有驱动能力强、线性度好、重复性好等特点。干涉实验验证了研制的压电陶瓷微位移器性能的可靠性和位移的精确性。 展开更多
关键词 压电陶瓷位移 驱动电源 相移
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一种单片机控制的压电陶瓷微位移器的驱动电路设计 被引量:9
11
作者 程继兴 刘霞 《电子测量技术》 2012年第11期58-62,共5页
介绍了一种利用AT89C51单片机开关控制压电陶瓷微位移器位移的方法,通过单片机的定时器,在安全的TTL电平下实现对压电陶瓷应变片的高压开关控制。该功能是通过选择合适的耐压场效应管实现的,综合开关速率、耐压性、关断电流等方面的因素... 介绍了一种利用AT89C51单片机开关控制压电陶瓷微位移器位移的方法,通过单片机的定时器,在安全的TTL电平下实现对压电陶瓷应变片的高压开关控制。该功能是通过选择合适的耐压场效应管实现的,综合开关速率、耐压性、关断电流等方面的因素,采用的场效应管是IRF610型。作出对压电器件、场效应管的选择以及压电陶瓷应变片的单片机驱动电路的设计,并给出了该系统的控制程序。最后对系统进行了仿真实验,仿真结果表明:驱动电压增大,输出位移量也增大,在驱动电压140~200V时,电压增大和减小2个方向测量得到的位移-电压曲线不是重合的,这表明了压电陶瓷的测量迟滞性,驱动电压在150~190V时,函数的线性度最好,两者的迟滞性误差也最小,据此我们可以选择驱动电压范围为150~190V。 展开更多
关键词 AT89C51 单片机 压电陶瓷 位移 驱动电路
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压电陶瓷驱动球基微驱动器的动力学研究 被引量:3
12
作者 陈海初 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期248-253,共6页
研制出了尺寸为30 mm×30 mm×50 mm的压电陶瓷驱动的球基微驱动器样机,并对该微驱动器进行动力学分析以及微型轴孔装配的实验研究。建立了微驱动器金属球空间坐标关系,分析了球基微驱动器的动力学特征,并建立了其动力学模型。... 研制出了尺寸为30 mm×30 mm×50 mm的压电陶瓷驱动的球基微驱动器样机,并对该微驱动器进行动力学分析以及微型轴孔装配的实验研究。建立了微驱动器金属球空间坐标关系,分析了球基微驱动器的动力学特征,并建立了其动力学模型。采用龙格-库塔法计算出了微驱动器的动力学参数,并利用MATLAB的SIMULINK模块搭建了微驱动器的仿真模型,并对其进行了动力学仿真分析。研制出了球基微驱动器样机,并在此基础上,集成微夹持器形成微操作器,对微驱动器性能进行了实验测试,并开展了Φ180μm微型轴与Φ200μm微型孔之间的精密微装配实验研究。最后,分析了微驱动器金属球质量、驱动信号频率、以及金属球与微驱动单元摩擦块接触表面摩擦系数对其性能的影响。实验结果表明:该球基微驱动器的转动分辨率为0.000 1°,转动定位精度为0.000 5°,微驱动器最大工作频率为1 200 Hz。实验结果验证了逆转振动模型的正确性,由该微驱动器所集成的微操作器,完全可以满足对微小元器件的微米级操作与装配等精密作业的要求。 展开更多
关键词 球基驱动器 动力学 压电陶瓷 操作
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压电陶瓷微驱动器活塞裙部加工系统
13
作者 秦月霞 翁健敏 胡德金 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第7期28-30,共3页
一种采用压电陶瓷微驱动器作活塞裙部型面加工系统的微位移驱动源 ,用软靠模的方法 ,实现中凸变椭圆活塞裙部加工的车削系统。
关键词 压电陶瓷 位移驱动器 活塞 车削 加工系统 软靠模
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压电陶瓷驱动器动态特性的实验研究 被引量:7
14
作者 潘策 陈晓南 杨培林 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第2期203-205,212,共4页
动态响应的迟滞非线性是影响压电陶瓷驱动器高精度控制性能的一个重要因素,必须在控制中加以动态校正补偿。但由于驱动器的材料、结构和工作条件各异,所以关于动态非线性的定量描述难以建立一个统一的数学模型。针对这个问题,将PID参数... 动态响应的迟滞非线性是影响压电陶瓷驱动器高精度控制性能的一个重要因素,必须在控制中加以动态校正补偿。但由于驱动器的材料、结构和工作条件各异,所以关于动态非线性的定量描述难以建立一个统一的数学模型。针对这个问题,将PID参数的模糊自调整算法应用于微位移工作台,建立了一个动态特性的闭环校正控制系统,真正实现了工作台的快速响应。 展开更多
关键词 压电陶瓷微位移驱动器 动态特性 PID 模糊自调整 位移工作台
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基于压电纤维的微位移驱动器的研究 被引量:3
15
作者 程学亮 王树林 +1 位作者 俞琳 张礼华 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第10期12-15,共4页
基于压电纤维复合材料特性研究,设计了一种新型的压电式微位移驱动器,它能够实现60μm的行程和亚微米量级的定位精度。对驱动器的电压-位移特性、分辨率以及迟滞和蠕变特性进行了实验研究,研究表明,相比于传统的压电陶瓷式微位移驱动器... 基于压电纤维复合材料特性研究,设计了一种新型的压电式微位移驱动器,它能够实现60μm的行程和亚微米量级的定位精度。对驱动器的电压-位移特性、分辨率以及迟滞和蠕变特性进行了实验研究,研究表明,相比于传统的压电陶瓷式微位移驱动器,这种新型的压电纤维微位移驱动器拥有更大的行程和更好的位移线性关系。本研究对压电纤维复合材料在微驱动方面的研究奠定了理论基础。 展开更多
关键词 压电纤维复合材料 位移驱动器 迟滞 蠕变
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压电陶瓷驱动微位移机构迟滞非线性改善方法研究 被引量:3
16
作者 王宏亮 崔红娟 陈志华 《现代制造工程》 CSCD 2007年第10期4-7,47,共5页
压电陶瓷驱动器在精密微位移系统中有着广泛的应用,但其固有的迟滞非线性严重影响系统的运动精度,使控制困难。通过数学建模方法建立压电陶瓷的迟滞曲线逆模型,并用此模型对压电陶瓷进行位移补偿,可以有效减小压电陶瓷迟滞非线性对系统... 压电陶瓷驱动器在精密微位移系统中有着广泛的应用,但其固有的迟滞非线性严重影响系统的运动精度,使控制困难。通过数学建模方法建立压电陶瓷的迟滞曲线逆模型,并用此模型对压电陶瓷进行位移补偿,可以有效减小压电陶瓷迟滞非线性对系统精确控制的影响。提出一种用两个压电陶瓷协同驱动微动平台运动的微位移机构,通过基于迟滞逆模型的开环控制方法,对压电陶瓷位移进行误差补偿,可以实现微动平台运动与控制信号较好的线性对应关系。 展开更多
关键词 压电陶瓷驱动器 迟滞非线性 位移机构
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压电陶瓷微位移器件控制模型的研究 被引量:16
17
作者 曲东升 荣伟彬 +2 位作者 孙立宁 徐晶 蔡鹤皋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2002年第6期602-607,共6页
从不同角度介绍了压电陶瓷微位移器件的两种控制模型。首先,借助于统计物理学分析,结合数学建模方法,建立了一个简单实用的压电陶瓷的迟滞数学模型。其次,借助于弹性体变形理论,介绍了压电/电致伸缩陶瓷的归一化控制模型,从理论上说明... 从不同角度介绍了压电陶瓷微位移器件的两种控制模型。首先,借助于统计物理学分析,结合数学建模方法,建立了一个简单实用的压电陶瓷的迟滞数学模型。其次,借助于弹性体变形理论,介绍了压电/电致伸缩陶瓷的归一化控制模型,从理论上说明了采用电极化强度的方法可以有效减小迟滞的观点。并设计了两种实验系统,对两种控制模型进行了实验验证,实验结果表明,所建立的两种模型可有效减小压电陶瓷的迟滞非线性误差,提高压电陶瓷微位移的控制精度,有助于实现压电陶瓷驱动器的高精度开环微位移控制。 展开更多
关键词 压电陶瓷 位移器件 控制模型 迟滞 极化强度
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压电陶瓷微位移器件迟滞模型的研究 被引量:16
18
作者 荣伟彬 曲东升 +2 位作者 孙立宁 徐晶 蔡鹤皋 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第1期22-25,35,共5页
在通过统计物理学角度分析压电陶瓷迟滞规律的基础上,结合数学建模方法,提出了一种简单实用的压电陶瓷迟滞数学模型。并设计了压电陶瓷实验控制系统,对迟滞数学模型进行了验证,实验结果表明,此模型可以有效减小压电陶瓷的迟滞非线性误差... 在通过统计物理学角度分析压电陶瓷迟滞规律的基础上,结合数学建模方法,提出了一种简单实用的压电陶瓷迟滞数学模型。并设计了压电陶瓷实验控制系统,对迟滞数学模型进行了验证,实验结果表明,此模型可以有效减小压电陶瓷的迟滞非线性误差,提高压电陶瓷微位移的控制精度,本研究有助于实现基于压电陶瓷的高精度开环微位移控制。 展开更多
关键词 压电陶瓷 迟滞效应 统计物理 数学建模 位移控制 非线性误差
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压电陶瓷微位移特性的电脑接触式干涉测量法 被引量:7
19
作者 朱煜 陈进榜 +2 位作者 朱日宏 王青 陈磊 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1998年第4期283-286,共4页
介绍了压电陶瓷微位移器的工作原理,在此基础上提出了一种用由立式接触式干涉仪改造的电脑接触式干涉仪测量微位移特性的方法。其完善的测试软件系统,实现了对压电陶瓷微位移量的自动化、智能化精密测量。并对自行设计的压电陶瓷微位... 介绍了压电陶瓷微位移器的工作原理,在此基础上提出了一种用由立式接触式干涉仪改造的电脑接触式干涉仪测量微位移特性的方法。其完善的测试软件系统,实现了对压电陶瓷微位移量的自动化、智能化精密测量。并对自行设计的压电陶瓷微位移装置进行了测试,得出电压-位移的关系曲线和迟滞曲线,精度和重复性值达0.01μm。 展开更多
关键词 压电陶瓷 位移 电脑接触式 干涉仪
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微机电系统用压电驱动器的发展及应用 被引量:6
20
作者 张东华 陈维山 +1 位作者 刘军芳 陈在礼 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期1023-1025,共3页
微驱动器是微机电系统运行的关键,压电驱动器作为新的驱动元件在这一领域迅速发展起来。它具有很高的位移分辨率以及抗干扰能力,并且控制方法简单。本文介绍了微机电系统、压电驱动器的概念,并对国外微机电系统中压电驱动器的发展及应... 微驱动器是微机电系统运行的关键,压电驱动器作为新的驱动元件在这一领域迅速发展起来。它具有很高的位移分辨率以及抗干扰能力,并且控制方法简单。本文介绍了微机电系统、压电驱动器的概念,并对国外微机电系统中压电驱动器的发展及应用情况进行了详细、全面的介绍,同时指出了压电驱动器研究领域需深入探讨的关键技术。 展开更多
关键词 机电系统 驱动器 压电陶瓷 压电驱动器
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