压电超声微马达精密驱动的二维微动台 被引量：12

1

作者 董蜀湘 王树昕 +1 位作者 邱海波 李龙土 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1999年第5期360-362,384,共4页

发展了一种采用压电超声微马达精密驱动控制的二维微动台及其控制电路。利用压电超声马达的低速、大扭矩、高分辨率特性，直接驱动微动台的微调旋钮，可获得很高的位移分辨率和大的驱动力。利用一个单片机控制系统，通过对超声马达驱动... 发展了一种采用压电超声微马达精密驱动控制的二维微动台及其控制电路。利用压电超声马达的低速、大扭矩、高分辨率特性，直接驱动微动台的微调旋钮，可获得很高的位移分辨率和大的驱动力。利用一个单片机控制系统，通过对超声马达驱动信号的斩波控制实现了微动台步进位移的连续调整。已研制的二维微动台，采用一对直径为１５ ｍ ｍ ，长２５ ｍ ｍ 的压电超声微马达作为驱动控制元件，已获得１２ ｎｍ 的位移分辨率和１０ Ｎ的驱动力。 展开更多

关键词 微动台 压电超声马达 精密控制

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微动台阵法探测地下结构的实验研究 被引量：10

2

作者 魏运浩 李井冈 姚运生 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2015年第1期167-171,共5页

应用微动台阵法在江汉平原和长江大堤开展应用实验。结果表明,空间自相关法比频率-波数法结果更为稳定;通过变换台阵的尺寸可以探测浅至数米深至数百米的地下结构信息;利用台阵在空间上的平移观测可获取地下二维及三维的结构信息。

关键词 无源探测 微动台阵法 空间自相关法 频率波数法 剪切波速度结构

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微动台阵布设精密定位系统设计 被引量：3

3

作者 廖成旺 邓涛 +2 位作者 丁炜 王浩 陈卫明 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2009年第5期147-151,共5页

微动勘探方法对微动台阵中各测点位置的精度要求较高。利用GPS定位技术设计了微动台阵的精密定位系统,介绍了系统的设计原理及软硬件组成。实验结果表明,该系统的定位精度可以达到厘米级,并能较方便地进行微动台阵的布设作业。

关键词 微动台阵 布设 精密定位 GPS 微动勘探

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模糊PID控制在纳米微动台系统中的应用 被引量：8

4

作者 刘经宇 尹文生 朱煜 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期254-257,共4页

针对在纳米级运动控制中,传统PID算法的参数配置在抑制系统运动超调、提高系统定位精度,以及保障系统稳定性等方面存在矛盾的问题,提出了将模糊自适应PID控制器应用于该系统的方案。并基于大量工程整定实验,给出了针对纳米量级控制特点... 针对在纳米级运动控制中,传统PID算法的参数配置在抑制系统运动超调、提高系统定位精度,以及保障系统稳定性等方面存在矛盾的问题,提出了将模糊自适应PID控制器应用于该系统的方案。并基于大量工程整定实验,给出了针对纳米量级控制特点的模糊集设置和模糊整定规则,选取了合理的PID参数论域取值。实验结果表明,所设计的模糊控制器通过动态调整PID参数的增量,有效改善了微动台系统的动态性能,降低了动态响应的超调,且保证了在一定扰动下系统小于±10 nm的定位精度和鲁棒稳定性。验证了模糊自适应PID控制方法应用于纳米量级运动控制领域的有效性,以及基于实验的模糊规则设计、论域选取方法的可行性。 展开更多

关键词 模糊自适应PID控制 纳米级 微动台

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平面3-DOF电磁微动台设计及其解耦控制 被引量：6

5

作者 李恒 朱煜 +3 位作者 胡金春 张鸣 尹文生 杨开明 《科学技术与工程》 2008年第6期1427-1431,1436,共6页

针对精密运动应用领域,设计和制作了一种新型的平面三自由度电磁微动台,对此建立了动力学和控制模型。通过电磁力的分配实现控制系统的解耦,对解耦后的单入单出系统设计了双环PD控制器,并进行位置伺服控制实验,验证了解耦策略和控制算... 针对精密运动应用领域,设计和制作了一种新型的平面三自由度电磁微动台,对此建立了动力学和控制模型。通过电磁力的分配实现控制系统的解耦,对解耦后的单入单出系统设计了双环PD控制器,并进行位置伺服控制实验,验证了解耦策略和控制算法的有效性。 展开更多

关键词 平面三自由度 电磁微动台 模型简化 解耦控制 微分先行

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平面宏微驱动系统微动台的刚度计算 被引量：2

6

作者 刘定强 黄玉美 +1 位作者 谢礼 杨勇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期88-91,共4页

针对宏微进给系统,利用弹性铰的微变形原理设计了宏微系统中的微动台。采用最小位能原理推导出一般弹性铰的二维刚度矩阵;并将此刚度矩阵应用于设计有弹性铰的微进给平台中,给出了所设计的微动台简化的计算模型。将简化模型计算结果与... 针对宏微进给系统,利用弹性铰的微变形原理设计了宏微系统中的微动台。采用最小位能原理推导出一般弹性铰的二维刚度矩阵;并将此刚度矩阵应用于设计有弹性铰的微进给平台中,给出了所设计的微动台简化的计算模型。将简化模型计算结果与有限元计算结果和实验结果比较,结果证明了该方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 弹性铰 微动台 刚度矩阵 最小位能原理

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六自由度微动台热特性分析与散热设计 被引量：3

7

作者 李广 张鸣 +4 位作者 朱煜 段广洪 Masayoshi Tomizuka 李广 Masayoshi Tomizuka 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第3期1-3,7,共4页

温升是引起微动台精度和环境变化的重要因素,从热特性分析着手进行微动台优化设计是提高微动台性能的一条重要途径。论文提出了一种新型纳米精度六自由度微动台结构,给出了微动台的发热热源、定子线圈等效导热系数和自然对流及强制水冷... 温升是引起微动台精度和环境变化的重要因素,从热特性分析着手进行微动台优化设计是提高微动台性能的一条重要途径。论文提出了一种新型纳米精度六自由度微动台结构,给出了微动台的发热热源、定子线圈等效导热系数和自然对流及强制水冷条件下表面散热系数,建立了微动台三维温度场的数学模型。根据热传导理论,完成了微动台定子线圈稳态温度场的理论计算,并采用数值方法计算了微动台在自然对流和强制水冷条件下的三维温度场分布。根据计算和分析结果,完成了微动台冷却系统的设计。结果表明,采用强制水冷后,微动台动子温升不超过1℃,满足微动台工程设计要求。 展开更多

关键词 微动台 热分析 散热设计 光刻机

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基于Bouc-Wen类迟滞模型的压电微动台建模 被引量：5

8

作者 杨晓京 彭芸浩 李尧 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第6期26-27,31,共3页

针对压电微动台驱动时,由压电陶瓷产生的迟滞现象,提出了一种迟滞模型。基于Bouc-Wen迟滞模型的基本思想,并针对Bouc-Wen迟滞模型进行了优化改进,大大降低了模型参数的辨识难度,缩短了运算时间,保证了模型的较高精度要求。为了验证模型... 针对压电微动台驱动时,由压电陶瓷产生的迟滞现象,提出了一种迟滞模型。基于Bouc-Wen迟滞模型的基本思想,并针对Bouc-Wen迟滞模型进行了优化改进,大大降低了模型参数的辨识难度,缩短了运算时间,保证了模型的较高精度要求。为了验证模型的正确性,运用相关的实验设备对模型进行了实验验证。结果表明:改进后的模型定位误差为0.1866μm,最大相对误差为0.467%,验证了模型具有较高的精度以及该迟滞模型的可行性,为后续压电微动台控制器的设计提供了一种可行方案。 展开更多

关键词 压电微动台 BOUC-WEN模型 压电迟滞建模

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微动台阵探测技术及其应用研究 被引量：45

9

作者 叶太兰 《中国地震》 CSCD 北大核心 2004年第1期47-52,共6页

介绍了利用微动台阵技术探测地壳浅层横波速度结构的仪器设备、观测系统、野外采集和数据处理方法 ,给出了用空间自相关方法测定相速度和浅层速度结构反演的实例。由于该方法不需要专门的震源 ,对于探测从地表到 3km深度范围的地层结构... 介绍了利用微动台阵技术探测地壳浅层横波速度结构的仪器设备、观测系统、野外采集和数据处理方法 ,给出了用空间自相关方法测定相速度和浅层速度结构反演的实例。由于该方法不需要专门的震源 ,对于探测从地表到 3km深度范围的地层结构具有经济、快捷、应用范围广泛等优点 ,因此将成为一种新的具有很好应用前景的地球物理勘探方法。 展开更多

关键词 微动台阵探测 空间自相关 浅层速度结构

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纳米分辨率微动台机械结构动态特性的研究 被引量：1

10

作者 吴一辉 王立鼎 +1 位作者 李路明 刘立新 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期157-161,共5页

本文用状态空间法对柔性铰链一体式ｘ—ｙ微动台的动力学系统进行了描述，建立起该系统的振动参数模型，从理论和实验两方面对系统的非参数模型进行了分析和结算，并对理想特征系统的实现问题进行了初步探讨。

关键词 动态特性 微动台 纳米分辨率 机械结构 非参数模型 脉冲响应函数 参数识别 频响函数 振动系统 状态方程

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新型三维微动台的设计与试验分析 被引量：1

11

作者 巩娟 李庆祥 李玉和 《现代制造工程》 CSCD 2005年第2期115-117,共3页

研究设计一种新型的、以压电陶瓷为驱动器的三维微动台结构。该微动台以柔性铰链为弹性导轨实现了微定位。 分析所采用的直圆柔性铰链的参数变化对其造成的性能影响;提出一种新型柔性铰链结构,利用有限元分析软件AN SYS对这种新型... 研究设计一种新型的、以压电陶瓷为驱动器的三维微动台结构。该微动台以柔性铰链为弹性导轨实现了微定位。 分析所采用的直圆柔性铰链的参数变化对其造成的性能影响;提出一种新型柔性铰链结构,利用有限元分析软件AN SYS对这种新型结构进行理论分析和试验测试。试验表明:采用这种柔性铰链结构的微动台刚度比较小、运动耦合误差 小,定位精度优于±0.01μm。 展开更多

关键词 微动台 柔性铰链 压电陶瓷

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平行弹性铰支微动台的设计

12

作者 邬玉亭 劳创海 《机械设计与制造》 2001年第4期58-59,共2页

介绍了平行弹性铰支二维、三维微动台的形成原理、设计方法，讨论了影响它们精度的因素，以及静态特性。

关键词 平行弹性铰支 微动台 连杆机构 固定端 驱动端 位移端 设计

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扫描隧道显微镜微动台的有限元分析与实验研究 被引量：3

13

作者 权哲浩 林玉池 +2 位作者 仝凌志 金日光 赵美蓉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第4期74-76,79,共4页

设计了一种以基于尺蠖运动原理的微动台为核心的扫描隧道显微镜(STM)机械机构,利用有限元方法对微动台部分的结构进行分析,对其静态、模态特性进行了实验研究。结果表明:微动台具有较大的行程和较好的稳定性,载物力可以达到16.7 N,最小... 设计了一种以基于尺蠖运动原理的微动台为核心的扫描隧道显微镜(STM)机械机构,利用有限元方法对微动台部分的结构进行分析,对其静态、模态特性进行了实验研究。结果表明:微动台具有较大的行程和较好的稳定性,载物力可以达到16.7 N,最小步距约8.8 nm,行程14mm。 展开更多

关键词 扫描隧道显微镜 微动台 压电陶瓷 尺蠖运动 有限元分析

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超精密微动台扰动估计与前馈补偿 被引量：2

14

作者 孙浩博 成荣 +2 位作者 杨开明 朱煜 鲁森 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期5345-5351,共7页

在超精密运动控制系统中,对外部扰动的抑制效果是影响其轨迹跟踪精度的关键因素。文中研究对象是一种无接触式的六自由度超精密微动台,其通过重力平衡磁钢平衡自身重量,从而避免垂向电机因电流过大而引起线圈温升过高,但是重力平衡磁钢... 在超精密运动控制系统中,对外部扰动的抑制效果是影响其轨迹跟踪精度的关键因素。文中研究对象是一种无接触式的六自由度超精密微动台,其通过重力平衡磁钢平衡自身重量,从而避免垂向电机因电流过大而引起线圈温升过高,但是重力平衡磁钢会与微动台下方的永磁阵列相互作用而产生扰动力。对重力平衡磁钢产生的扰动力进行频谱分析,针对其低频特性,提出一种基于二维拟合的多自由度扰动力估计和前馈补偿方法。仿真和实验表明该方法可以在微动台精确模型未知的情况下,实现对扰动力的估计和补偿,减小六自由度的推力/转矩波动,进而提高超精密微动台的轨迹跟踪精度。 展开更多

关键词 超精密微动台 扰动估计 前馈补偿 轨迹跟踪精度

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大行程纳米级步进压电微动台的特性研究 被引量：2

15

作者 权哲浩 林玉池 +2 位作者 赵美蓉 李光鲜 齐永岳 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第2期39-41,45,共4页

运用有限元分析方法,建立纳米级步进压电微动台的实体模型并进行了仿真计算,考察了结构参数对步进型压电微动台性能的影响,得到了压电微动台的固有频率和振型。采用正交实验法设计结构参数,分析了不同因素对压电微动台的固有频率和振动... 运用有限元分析方法,建立纳米级步进压电微动台的实体模型并进行了仿真计算,考察了结构参数对步进型压电微动台性能的影响,得到了压电微动台的固有频率和振型。采用正交实验法设计结构参数,分析了不同因素对压电微动台的固有频率和振动幅值的影响,得到了影响二者之比的4个因素的最优设计参数。根据逐步回归分析的方法建立了结构设计参数的数学模型,从而定量地分析各自变量与一阶固有频率之间的关系。 展开更多

关键词 压电微动台 有限元分析 尺蠖运动 正交实验法 逐步回归

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基于激光干涉与电容传感复合校准技术的纳米微动台分辨力评价方法研究 被引量：3

16

作者 阎晗 张树 +3 位作者 皮磊 马英瀚 胡佳成 施玉书 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期1196-1201,共6页

激光干涉仪测量纳米级分辨力时,因环境等因素的干扰测量具有局限性,电容传感器可较好地对抗这种干扰,但存在无溯源性、非线性误差的缺点。为实现纳米级分辨力的量值溯源,保障量值准确性,采用激光干涉仪对电容传感器进行校准,从而形成纳... 激光干涉仪测量纳米级分辨力时,因环境等因素的干扰测量具有局限性,电容传感器可较好地对抗这种干扰,但存在无溯源性、非线性误差的缺点。为实现纳米级分辨力的量值溯源,保障量值准确性,采用激光干涉仪对电容传感器进行校准,从而形成纳米微动台-电容传感器-激光干涉仪的完成溯源链。通过量值溯源实验可知,在10 nm步进下电容传感器与激光干涉仪测量量值最大偏差为0.8 nm;电容传感器分辨力校准实验中,纳米位移台分辨力为2 nm。上述结果说明此校准方法具有一定的可行性和实用性。 展开更多

关键词 计量学 分辨力校准 激光干涉仪 电容传感器 纳米微动台

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大行程压电微动台的有限元分析与实验 被引量：1

17

作者 权哲浩 林玉池 +1 位作者 赵美蓉 齐永岳 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期821-826,共6页

设计了一种基于尺蠖运动原理的大行程纳米级步距压电微动台,变传统单驱动器结构为双驱动器结构,采用"推-拉"接力运动原理,实现了大的驱动力与行程.利用有限元方法对压电微动台的结构和静、动态特性进行了研究.实验结果表明,... 设计了一种基于尺蠖运动原理的大行程纳米级步距压电微动台,变传统单驱动器结构为双驱动器结构,采用"推-拉"接力运动原理,实现了大的驱动力与行程.利用有限元方法对压电微动台的结构和静、动态特性进行了研究.实验结果表明,压电微动台的运动范围为11 mm,稳定性好,载物力可以达到24.5 N,最小步距小于20 nm. 展开更多

关键词 压电微动台 尺蠖运动 有限元分析 静态特性 动态特性

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超精密微动台变磁阻电机建模 被引量：1

18

作者 陈安林 张鸣 朱煜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期5327-5334,共8页

文中对超精密微动台变磁阻电机的磁场和推力进行了准确的建模,用于电机的实时控制。分别建立了永磁体和线圈产生的两种磁场单独作用并考虑漏磁的等效磁路模型,同时在动铁心处于不同位置时,通过三维有限元仿真得到每个气隙的漏磁系数来... 文中对超精密微动台变磁阻电机的磁场和推力进行了准确的建模,用于电机的实时控制。分别建立了永磁体和线圈产生的两种磁场单独作用并考虑漏磁的等效磁路模型,同时在动铁心处于不同位置时,通过三维有限元仿真得到每个气隙的漏磁系数来准确的反映漏磁在不同气隙处的三维分布。首先仿真得到动铁心位于x正向特定位置时的漏磁系数,对漏磁系数进行拟合,从而在动铁心位于x正向任意位置时对电机磁场进行建模。然后根据动铁心位于x正向和负向时具有的对称性,得到电机在全行程的磁场模型。最后根据电机的磁场模型和麦克斯韦力公式得到全行程的推力模型。推力模型和有限元仿真结果误差小于6.4%,并通过实验进行了验证。 展开更多

关键词 变磁阻电机 超精密微动台 三维漏磁系数 等效磁路 硅片台

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压电微动台数据驱动迭代前馈补偿与自适应抑振 被引量：2

19

作者 王雯雯 赖磊捷 +1 位作者 李朋志 朱利民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期833-842,共10页

为消除压电驱动柔性微定位平台高精控制对平台不确定动力学模型的依赖性,提出了一种数据驱动无模型迭代前馈补偿和自适应陷波滤波结合的控制方法来提高平台的跟踪性能。首先,建立了数据驱动无模型迭代前馈控制器,提高系统对噪声和其他... 为消除压电驱动柔性微定位平台高精控制对平台不确定动力学模型的依赖性,提出了一种数据驱动无模型迭代前馈补偿和自适应陷波滤波结合的控制方法来提高平台的跟踪性能。首先,建立了数据驱动无模型迭代前馈控制器,提高系统对噪声和其他干扰的鲁棒性,同时,证明了在无模型迭代前馈作用下,连续参考输入跟踪误差的有界性和闭环系统的稳定性;其次,构建了自适应陷波滤波器来消除平台谐振的影响,对误差信号进行快速傅里叶变换,并设计谐振频率在线提取算法,实现对陷波滤波器参数的在线实时整定,来进一步提升轨迹跟踪精度;最后,利用所设计的无模型迭代前馈控制器和自适应陷波滤波器对压电微动台进行轨迹跟踪实验。实验结果表明:在跟踪三角波信号时,与单独比例-积分(Proportional Integral,PI)控制和结合自适应陷波滤波器的PI控制相比较,最大跟踪误差分别减小78.25%和70.83%,能够有效提升平台的稳定性和跟踪精度。 展开更多

关键词 压电微动台 数据驱动迭代前馈 在线谐振抑制 自适应陷波滤波器

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新型微动工作台的设计与计算 被引量：1

20

作者 朱仁胜 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1585-1589,共5页

文章设计了一种新型压电式双自由度微位移工作台,提出了一种采用直角双杆机构代替平行四杆机构实现双自由度运动的方法;基于卡氏第二定理推导了新型工作台在不同方向上的输出刚度解析表达式,在此基础上推导出了工作台的前2阶固有频率;... 文章设计了一种新型压电式双自由度微位移工作台,提出了一种采用直角双杆机构代替平行四杆机构实现双自由度运动的方法;基于卡氏第二定理推导了新型工作台在不同方向上的输出刚度解析表达式,在此基础上推导出了工作台的前2阶固有频率;根据得到的输出刚度表达式,定量地分析了柔性铰链参数及连杆长度对工作台输出刚度的影响;同时针对3组不同尺寸参数的工作台,采用有限元法对其进行数值计算,并与理论计算比较,结果表明2种方法计算结果吻合很好,说明了理论模型的正确性。 展开更多

关键词 微动台 柔性铰链 直角双杆机构 有限元法

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