杠杆-复桥式3D压电微定位平台设计与分析

1

作者 金俊杰 王硕 +3 位作者 孙凤 郝岩松 徐方超 张晓友 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第2期214-222,共9页

【目的】针对目前微定位平台体积大、小行程的问题,提出了一种基于杠杆-复桥式的新型位移放大机构,设计了可实现大行程运动的三自由度压电微定位平台。【方法】首先,提出压电微定位平台的结构并分析其工作原理:压电驱动器产生初始位移,... 【目的】针对目前微定位平台体积大、小行程的问题,提出了一种基于杠杆-复桥式的新型位移放大机构,设计了可实现大行程运动的三自由度压电微定位平台。【方法】首先,提出压电微定位平台的结构并分析其工作原理:压电驱动器产生初始位移,该位移先被复桥结构放大,再通过杠杆机构进行二次放大,将最终放大的位移输出到动平台。其次,设计并优化杠杆位移放大机构和复桥位移放大机构,根据静力学、材料力学和弹性力学理论建立杠杆位移放大机构和复桥位移放大机构的刚度模型和位移放大比数学模型。根据理论模型对杠杆位移放大器和复桥位移放大器的尺寸进行优化,优化后的总体放大倍数为20.6。再次,对柔性铰链进行结构优化,针对4种典型的切口形状进行有限元仿真研究,在分析4种柔性铰链输出位移与输入力的关系后确定采用直梁型柔性铰链。对整体压电驱动微定位平台进行有限元仿真,分析压电陶瓷制动器变形放大后的位移输出性能和绕x轴、y轴的转动输出性能。最后,对所设计的压电驱动微定位平台进行输出测试,并对位移放大器的z轴方向位移输出性能和绕x轴、y轴的转动输出性能进行实验验证。【结果】有限元仿真结果显示,压电驱动微定位平台的动平台在z轴方向的输出位移最大约为740μm,仿真放大倍数为15,绕x轴、y轴的最大输出转动角度分别为0.83°和0.86°。压电驱动微定位平台的输出测试结果显示升压曲线与降压曲线不重合,具有迟滞现象,z方向的最大输出位移为706μm,当电压为30 V时,迟滞位移最大为65μm。绕x轴方向最大输出角度为0.8°,绕y轴方向最大输出角度为0.79°。当电压为30 V时,绕x轴方向迟滞角度最大为0.062°;当加载电压为45 V时,绕y轴方向迟滞角度最大为0.047°。与仿真结果对比,沿z轴方向移动以及绕x轴和y轴方向旋转的最大误差分别为34μm、0.03°和0.07°,其对应的最大相对误差分别为4.6%、3.6%和8.1%。【结论】基于杠杆-复桥式新型位移放大机构的压电微定位平台能有效解决压电陶瓷输出位移小的问题,实现了大行程运动。 展开更多

关键词 微定位平台 小行程 三自由度 柔性铰链 杠杆机构 复桥机构 有限元 最大误差

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大行程推拉电磁驱动微定位平台的内环阻尼与迭代学习控制 被引量：2

2

作者 刘昊 赖磊捷 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期1238-1243,共6页

为了解决音圈电机驱动柔性微定位平台驱动力小和低阻尼谐振等问题,本文采用两侧音圈电机的推拉模式来提升驱动力的大小,并且利用内环阻尼控制器结合迭代学习控制方法来实现平台的精准控制。首先,搭建了互补配置的双音圈电机驱动双平行... 为了解决音圈电机驱动柔性微定位平台驱动力小和低阻尼谐振等问题,本文采用两侧音圈电机的推拉模式来提升驱动力的大小,并且利用内环阻尼控制器结合迭代学习控制方法来实现平台的精准控制。首先,搭建了互补配置的双音圈电机驱动双平行四边形柔性机构的微定位平台。其次,设计了内环阻尼速度反馈控制器。然后,采用逆模型迭代学习控制方法来进一步消除周期性的干扰和误差。最后进行了跟踪实验。结果表明:在跟踪1 Hz和2.5 Hz的正弦波时,相比于PI控制,最大误差分别减少74.6%和68.6%,满足微定位平台精准控制的要求。 展开更多

关键词 阻尼控制 迭代学习控制 微定位平台 音圈电机 柔性机构

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大行程解耦微定位平台的设计与研究

3

作者 胡高峰 逯俊体 +1 位作者 贾传明 戚厚军 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第4期555-561,共7页

针对目前研制的微定位平台行程小及耦合误差大等问题,提出了一种由压电作动器(PEA)驱动的二自由度微定位平台,设计了由二级杠杆放大机构和Scott-Russell机构串联组成的三级位移放大器,以扩大工作行程。采用平行轴式直圆型柔性铰链与并... 针对目前研制的微定位平台行程小及耦合误差大等问题,提出了一种由压电作动器(PEA)驱动的二自由度微定位平台,设计了由二级杠杆放大机构和Scott-Russell机构串联组成的三级位移放大器,以扩大工作行程。采用平行轴式直圆型柔性铰链与并联构型的双复合式平行移动副消除运动耦合误差。通过有限元仿真和实验对平台性能进行了分析与测试。结果表明,设计的微定位平台工作行程超过170μm×170μm,耦合误差小于1.2%,位移分辨率可达5 nm,信号跟踪误差最大为2.16%,验证了微定位平台的定位精度和模型的正确性。 展开更多

关键词 微定位平台 柔性机构 解耦XY平台 运动耦合误差 性能测试

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音圈电机驱动微定位平台线性自抗扰滑模控制 被引量：1

4

作者 王雯雯 赖磊捷 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期101-104,共4页

针对音圈电机驱动柔性微定位平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种将滑模控制和线性自抗扰控制相结合的复合控制器来提高平台系统的控制性能。首先,搭建了音圈电机驱动复合双平行四杆柔性机构的微定位平台和实验系统... 针对音圈电机驱动柔性微定位平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种将滑模控制和线性自抗扰控制相结合的复合控制器来提高平台系统的控制性能。首先,搭建了音圈电机驱动复合双平行四杆柔性机构的微定位平台和实验系统,并进行了系统辨识;其次,设计了线性自抗扰控制器,利用线性扩张状态观测器估计系统的内外扰动并在线进行扰动补偿,针对线性自抗扰控制器性能优化上的局限性,提出滑模控制器解决相位滞后问题来进一步提升轨迹跟踪精度;最后,利用所搭建的实验平台对控制方法进行了实验验证。结果表明,滑模和线性自抗扰复合控制器能够很好地克服内外干扰,与经典PID控制和单独的线性自抗扰控制相比,跟踪正弦波信号的最大误差分别减小了52.98%和21.26%,满足了微定位平台高精高速的控制要求。 展开更多

关键词 自抗扰控制 滑模控制 微定位平台 音圈电机 柔性机构

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基于传递矩阵法的柔性微定位平台动态特性研究

5

作者 徐伟胜 许添旗 +1 位作者 马慧欣 曹毅 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3566-3577,共12页

随着精密微定位技术的发展,对柔性微定位平台的动态特性研究越发重要。传递矩阵法(TMM)作为分析多体系统动力学的一种有效方法,具有建模方便、计算精度高等优势。为此,基于传递矩阵法建立微定位平台的动力学模型,以分析其动态特性。介... 随着精密微定位技术的发展,对柔性微定位平台的动态特性研究越发重要。传递矩阵法(TMM)作为分析多体系统动力学的一种有效方法,具有建模方便、计算精度高等优势。为此,基于传递矩阵法建立微定位平台的动力学模型,以分析其动态特性。介绍传递矩阵法的基本思想并建立柔性机构的传递方程,推导了其在任意激励下的瞬时动力响应;基于柔性铰链和柔性梁设计了一种XY柔性微定位平台并推导出其支链及平台整体的传递矩阵;基于振动理论推导了平台主要特征单元的传递矩阵;最后,为验证理论模型的有效性,分别基于传递矩阵法、有限元法(FEM)及等效质量法(EMM)开展了对该平台固有频率和瞬时动力响应的研究。结果表明:基于传递矩阵法程式化地构建传递矩阵即可分析平台动力学特性,无须建立烦琐的动力学方程;相较于等效质量法,传递矩阵法可计算平台的高阶固有频率;平台固有频率理论值同仿真值最大相对误差仅为2.4%,动力响应理论值与仿真值基本吻合,证明了基于传递矩阵法所建模型的有效性。 展开更多

关键词 传递矩阵法 柔性机构 微定位平台 固有频率 瞬时动力响应

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柔性铰链微定位平台的设计 被引量：60

6

作者 马立 谢炜 +1 位作者 刘波 孙立宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期338-345,共8页

设计了一种以平行板铰链机构进行导向,以桥式机构进行位移放大的新型压电陶瓷驱动微定位平台。应用弹性力学和材料力学理论建立该平台的桥式放大机构和平行板铰链机构的理论模型,分析了平台的驱动力、输出位移、刚度和固有频率,并运用Ma... 设计了一种以平行板铰链机构进行导向,以桥式机构进行位移放大的新型压电陶瓷驱动微定位平台。应用弹性力学和材料力学理论建立该平台的桥式放大机构和平行板铰链机构的理论模型,分析了平台的驱动力、输出位移、刚度和固有频率,并运用Matlab软件优化了桥式机构铰链长度、厚度,平行板铰链长度及厚度等几何参数,获得了微定位平台的最优值。对优化后的结果进行了有限元仿真,并搭建了测试系统对平台性能进行了测试。测试结果显示,理论分析与实验结果的最大误差为9.8%,有限元分析与实验结果的最大误差为4.2%,得到的结果验证了理论分析和有限元分析的正确性,实现了平台体积小,放大倍数高,位移输出大的设计目标。 展开更多

关键词 微定位平台 桥式机构 平行板机构 柔性铰链 有限元分析 优化设计

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二自由度微定位平台的研制 被引量：27

7

作者 田延岭 张大卫 闫兵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期94-99,共6页

研制了一台压电陶瓷驱动和弹性铰链导向的一体化微定位平台,该微定位平台具有高刚度、高响应速度和高分辨率等优点。为了克服压电陶瓷驱动器伸长量较小的不足,采用杠杆放大机构增加微定位平台的位移输出。考虑驱动电路的影响,建立了微... 研制了一台压电陶瓷驱动和弹性铰链导向的一体化微定位平台,该微定位平台具有高刚度、高响应速度和高分辨率等优点。为了克服压电陶瓷驱动器伸长量较小的不足,采用杠杆放大机构增加微定位平台的位移输出。考虑驱动电路的影响,建立了微定位平台的机电耦合模型。通过试验研究了微定位平台的静动态特性,试验结果表明微定位平台的分辨率为5 nm,固有频率分别为143 Hz和180 Hz。该微定位平台可应用于纳米级的微定位。 展开更多

关键词 微定位平台 压电陶瓷驱动器 动态性能

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一种低成本微定位平台的设计与仿真 被引量：7

8

作者 卢清华 吴志伟 +1 位作者 范彦斌 张宪民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期585-588,609,共5页

针对半导体及微纳制造等领域对微定位系统低成本高精度的要求,根据以宏观的输入获得微观的输出、低精度驱动器输入获得高精度输出的设计思想,设计了一种基于柔性铰链差式杠杆机构的低成本微定位平台。在该平台中,通过设计位移缩放机构,... 针对半导体及微纳制造等领域对微定位系统低成本高精度的要求,根据以宏观的输入获得微观的输出、低精度驱动器输入获得高精度输出的设计思想,设计了一种基于柔性铰链差式杠杆机构的低成本微定位平台。在该平台中,通过设计位移缩放机构,将驱动器的宏观输入位移进行比例缩小,实现平台的微观输出,降低微定位平台的成本。分析了微定位平台的刚度,并根据该平台定位机构所受载荷的不同,设计了两种不同的柔性铰链。在此基础上,建立了该平台的有限元分析模型,采用ANSYS对该平台的应力进行了分析,并对该平台的输出位移进行了仿真。仿真结果证明了该微定位平台的可行性。 展开更多

关键词 微定位平台 低成本 高精度 差式杠杆机构

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压电驱动串级菱形位移放大微定位平台的设计 被引量：9

9

作者 徐方超 魏恒志 +2 位作者 孙凤 陆鹤 李强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期52-61,共10页

针对二维微定位平台普遍具有体积大、行程小的问题,提出一种串级菱形位移放大机构,设计了嵌套式压电驱动二维微定位平台。根据平台运动原理建立了平台的力学模型并进行放大比分析;对平台进行静态特性分析,研究平台所受驱动力与输出位移... 针对二维微定位平台普遍具有体积大、行程小的问题,提出一种串级菱形位移放大机构,设计了嵌套式压电驱动二维微定位平台。根据平台运动原理建立了平台的力学模型并进行放大比分析;对平台进行静态特性分析,研究平台所受驱动力与输出位移的关系并进行理论与仿真对比,测试平台的输出位移特性;对平台进行动态特性分析,建立平台的动力学模型,研究平台闭环阶跃响应进行仿真与实验对比;对平台进行闭环最小位移分辨率、重复定位精度和平台运动偏转误差分析。实验结果表明,该压电驱动串级菱形位移放大微定位平台具有大行程、体积小、精度高的特点。 展开更多

关键词 微定位平台 串级菱形位移放大机构 大行程 压电驱动

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三自由度纳米磨削微定位平台的运动学特性 被引量：6

10

作者 田延岭 张大卫 闫兵 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期777-782,共6页

为了克服精密平面磨床进给系统分辨率低而难以实现纳米级磨削加工的不足,设计了一台三自由度微定位平台来实现纳米定位和振动误差动态补偿.该微定位平台采用3个高刚度压电陶瓷驱动器并联驱动,3个弹性铰链实现动平台的导向,利用3个高精... 为了克服精密平面磨床进给系统分辨率低而难以实现纳米级磨削加工的不足,设计了一台三自由度微定位平台来实现纳米定位和振动误差动态补偿.该微定位平台采用3个高刚度压电陶瓷驱动器并联驱动,3个弹性铰链实现动平台的导向,利用3个高精度的电容式位移传感器测量动平台的实际位姿.为了深入研究三自由度微定位平台的运动学特性,分别利用欧拉角和RPY角描述动平台的姿态并基于空间解析几何理论,建立了微定位平台的正、逆解运动学模型,得到了传感器测量值和压电陶瓷驱动点的实际位移输出值间的映射关系,分析了不同姿态描述之间的内在联系,并研究了微定位平台受到压电陶瓷驱动器伸长量限制时的可达姿态空间.试验验证了三自由度微定位平台的特性和所建模型的正确性.试验表明该微定位平台的z向最大位移为12μm,章动角随进动角的不同而变化,最大可达130μrad. 展开更多

关键词 微定位平台 精密平面磨床 运动学 姿态空间

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四种不同柔性铰链的三自由度微定位平台性能比较 被引量：13

11

作者 胡俊峰 徐贵阳 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第2期127-129,共3页

为了研究柔性铰链形式对微定位平台性能的影响,对正圆、椭圆、直角和三角柔性铰链的三自由度平台的静态和动态特性进行比较分析。采用有限元软件ANSYS对其特性进行比较分析,分析结果可得如下结论:不同平台的柔度有较大的差别,直角铰链... 为了研究柔性铰链形式对微定位平台性能的影响,对正圆、椭圆、直角和三角柔性铰链的三自由度平台的静态和动态特性进行比较分析。采用有限元软件ANSYS对其特性进行比较分析,分析结果可得如下结论:不同平台的柔度有较大的差别,直角铰链平台柔度最大,三角铰链平台最小,正圆和椭圆柔性铰链柔度相近;铰链形式对平台运动性能有较大的影响,直角柔性铰链平台相对于其他平台具有更小的转角;不同铰链平台在各个方向的位移灵敏度存在差异,圆形铰链平台在各个方向具有更高的灵敏度;柔性铰链形式对平台的固有频率影响较大,直角铰链平台固有频率最小,三角铰链平台最大,正圆柔性铰链和椭圆柔性铰链柔度相近。综合不同柔性铰链平台的性能发现圆形铰链平台具有较好的综合性能。 展开更多

关键词 微定位平台 柔度 3-RRR柔顺并联机构 灵敏度 性能比较

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纳米级XY微定位平台的设计与研究 被引量：4

12

作者 田延岭 张大卫 闫兵 《组合机床与自动化加工技术》 2005年第12期83-85,88,共4页

为了实现二维平面纳米级定位,研制了一台压电陶瓷驱动和弹性铰链导向的一体化微定位平台。该微定位平台具有高刚度、高响应速度和高分辨率等优点。为了克服压电陶瓷驱动器伸长量较小的不足,采用杠杆放大机构增加微定位平台的位移输出。... 为了实现二维平面纳米级定位,研制了一台压电陶瓷驱动和弹性铰链导向的一体化微定位平台。该微定位平台具有高刚度、高响应速度和高分辨率等优点。为了克服压电陶瓷驱动器伸长量较小的不足,采用杠杆放大机构增加微定位平台的位移输出。考虑驱动电路的影响,建立了微定位平台的机电耦合模型。通过试验研究了微定位平台的静动态特性,试验结果表明微定位平台的分辨率为5nm,固有频率分别为143Hz和180Hz。该微定位平台可应用于纳米级的微定位。 展开更多

关键词 微定位平台 压电陶瓷驱动器 动态性能

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基于改进PID的压电微定位平台反馈控制 被引量：16

13

作者 崔玉国 刘尔春 +2 位作者 杨依领 应志奇 张志豪 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期215-223,共9页

为使压电微定位平台具有良好的性能,采用改进PID控制器对其进行反馈控制。首先,对压电执行器机电特性及平台动力学特性进行分析,建立并辨识出了平台动力学模型;其次,采用非饱和积分和钝化微分分别改进PID控制器中的常规积分和常规微分,... 为使压电微定位平台具有良好的性能,采用改进PID控制器对其进行反馈控制。首先,对压电执行器机电特性及平台动力学特性进行分析,建立并辨识出了平台动力学模型;其次,采用非饱和积分和钝化微分分别改进PID控制器中的常规积分和常规微分,以减小平台响应的超调量以及对干扰的敏感性;最后,对平台控制系统进行了仿真并实验验证了其有效性,结果表明,平台对5μm阶跃目标位移的响应为0.3 s,且无超调,稳态误差中线由无控制时的0.57~0.66μm减小为几乎为0;在跟踪由正弦信号、常值信号、斜坡信号所组成的目标位移时,跟踪误差几乎为0。改进PID控制器可消除平台的定位误差,并使平台具有较快的响应,且无超调。 展开更多

关键词 微定位平台 压电执行器 动力学建模 非饱和积分 钝化微分

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空间三自由度微定位平台设计及优化 被引量：2

14

作者 李长齐 王菡 罗昊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第8期65-67,72,共4页

耦合位移直接影响微定位平台输出精度。控制空间微定位平台耦合位移可以有效提高平台的输出精度。通过控制误差补偿的方式消除微定位平台耦合位移,平台的驱动方式采用压电驱动。基于卡氏定理计算出微定位平台输出端输出位移;利用ANSYS... 耦合位移直接影响微定位平台输出精度。控制空间微定位平台耦合位移可以有效提高平台的输出精度。通过控制误差补偿的方式消除微定位平台耦合位移,平台的驱动方式采用压电驱动。基于卡氏定理计算出微定位平台输出端输出位移;利用ANSYS软件对微定位平台的柔性铰链进行尺寸优化,并对优化后的微定位平台进行仿真分析。最后,对理论计算数值和仿真分析数值进行对比。通过对微定位平台的研究,得出所设计平台具有高定位精度,低耦合位移,大行程的优势,为同类微定位平台的研究提高借鉴。 展开更多

关键词 微定位平台 位移放大 耦合位移 有限元分析 误差补偿

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大位移并联平面三自由度微定位平台设计 被引量：2

15

作者 韩慧 刘丽 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第6期73-75,共3页

微定位平台是能够实现微米级别定位或调整精度的柔性微动系统。扩大运动行程、提高固有频率是微定位平台的主要研究问题,通过三个放大机构相互制约,相互影响,设计一种大行程、高刚度、结构紧凑的平面三自由度微定位平台。平台的驱动方... 微定位平台是能够实现微米级别定位或调整精度的柔性微动系统。扩大运动行程、提高固有频率是微定位平台的主要研究问题,通过三个放大机构相互制约,相互影响,设计一种大行程、高刚度、结构紧凑的平面三自由度微定位平台。平台的驱动方式采用压电驱动,压电陶瓷采用并联的方式。介绍了该平台的建模、计算和仿真分析。设计的平台的X和Y方向运动范围为185.8μm。载物台为边长32 mm的等边三角形,有效提高了结构的刚度和稳定性。 展开更多

关键词 微定位平台 大行程 并联 仿真分析

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压电式二维微定位平台的率相关迟滞建模 被引量：7

16

作者 胡俊峰 何建康 杨明立 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期104-110,131,共8页

为了描述压电式多维微定位平台的率相关迟滞非线性特性,提出了一种基于Hammerstein模型的建模方法。以一种二维微定位平台为对象,平台动态模型是由静态迟滞非线性部分和一个线性动态系统部分串联组成。静态非线性部分由改进的Prandtl-Is... 为了描述压电式多维微定位平台的率相关迟滞非线性特性,提出了一种基于Hammerstein模型的建模方法。以一种二维微定位平台为对象,平台动态模型是由静态迟滞非线性部分和一个线性动态系统部分串联组成。静态非线性部分由改进的Prandtl-Ishlinskii模型描述,线性动态系统部分由外因输入自回归模型(ARX)模型描述,并给出了模型参数辨识方法。为了验证所建立的Hammerstein模型有效性,搭建了实验平台进行实验验证。实验结果表明,对平台施加不同频率电压信号,由Hammerstein模型得到的预测位移和实测位移相对误差范围为1%~5%,预测位移与实测位移接近,说明所建立的模型能精确描述微定位平台的率相关迟滞特性。 展开更多

关键词 压电陶瓷驱动器 HAMMERSTEIN模型 微定位平台 率相关迟滞特性

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一种新型精密微定位平台的设计与分析 被引量：3

17

作者 唐军 陈庭辉 +2 位作者 尹磊 秦智 杨书麟 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第5期65-70,共6页

为了减小微定位平台的寄生运动,提高微定位平台的直线度,采用二级柔顺杠杆机构作为放大机构,以直梁型柔性铰链作为导向机构,设计了一种基于压电陶瓷驱动的新型精密微定位平台。根据虚功原理建立了新型精密微定位平台的理论模型,推导了... 为了减小微定位平台的寄生运动,提高微定位平台的直线度,采用二级柔顺杠杆机构作为放大机构,以直梁型柔性铰链作为导向机构,设计了一种基于压电陶瓷驱动的新型精密微定位平台。根据虚功原理建立了新型精密微定位平台的理论模型,推导了其放大倍数、刚度的计算公式;采用ANSYS Workbench对新型精密微定位平台进行了有限元仿真分析,并搭建了试验测试系统。试验结果表明:微定位平台的最大行程可以达到68.32μm,放大倍数可以达到2.02,直线度为1.19%～1.42%,误差较小。经比较分析,试验结果与理论值贴合度较高,表明二级柔顺杠杆机构响应速度快、定位精度较高。 展开更多

关键词 微定位平台 杠杆机构 虚功原理 有限元仿真

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含折叠梁型移动副的微定位平台刚度研究

18

作者 宫金良 张彦斐 胡光学 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第8期11-14,共4页

介绍了一种基于压电陶瓷驱动器驱动的二维微定位平台。在结构上,定位平台采用多功能微驱动接口模块实现位移的增倍输出,采用折叠梁型弹性移动副实现平台的低阻力特性。因此,整体平台不但具有结构紧凑的特点,也达到了最大限度增大运动范... 介绍了一种基于压电陶瓷驱动器驱动的二维微定位平台。在结构上,定位平台采用多功能微驱动接口模块实现位移的增倍输出,采用折叠梁型弹性移动副实现平台的低阻力特性。因此,整体平台不但具有结构紧凑的特点,也达到了最大限度增大运动范围的目的。基于悬臂梁结构的单元刚度矩阵,推导了这种折叠梁型弹性移动副的刚度。将文中提出的新型二维微定位平台结构划分为6部分并分别建立了相应的刚度矩阵,根据具体的链接关系将6个子刚度矩阵联立获得微定位平台整体刚度的数学模型。最后给出了运算实例,验证了上述刚度分析方法的正确性。 展开更多

关键词 微定位平台 柔性铰链 刚度

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电磁驱动柔顺微定位平台闭环频域逆迭代学习控制 被引量：8

19

作者 张旭 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 2021年第9期2149-2157,共9页

为了克服音圈电机电磁驱动柔顺微定位平台在大行程范围内存在的低阻尼谐振和动力学特性差异等问题,利用综合数据驱动频域逆迭代前馈补偿和含相位超前校正PI反馈控制的复合闭环频域逆迭代学习控制方法对其进行高速高精控制。首先,搭建了... 为了克服音圈电机电磁驱动柔顺微定位平台在大行程范围内存在的低阻尼谐振和动力学特性差异等问题,利用综合数据驱动频域逆迭代前馈补偿和含相位超前校正PI反馈控制的复合闭环频域逆迭代学习控制方法对其进行高速高精控制。首先,搭建了音圈电机驱动双平行四边形柔性机构微定位系统,并针对不同工作点位进行了动力学模型辨识。然后,为提高系统相对稳定性,设计了含相位超前校正环节的PI反馈控制器。同时,利用输入输出数据对系统频响函数进行在线逆估计并进行前馈补偿,来进一步消除谐振的影响。最后,利用所提出的控制方法进行了跟踪实验并与其它方法进行了对比。实验结果表明,提出的控制方法对三角波期望轨迹的最大跟踪误差为0.175%,相比于PID控制、相位超前PI控制、传递函数逆模型前馈控制,跟踪均方根误差分别减少了8.75,5.43和2.21倍,能够较好满足大行程微纳米定位跟踪精度高、速度快、抗干扰能力强的要求。 展开更多

关键词 音圈电机 微定位平台 柔性机构 相位超前 频域逆迭代

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3自由度混合柔性铰链微定位平台的设计与分析 被引量：4

20

作者 黄兴山 卢清华 何琼 《机床与液压》 北大核心 2018年第7期102-104,共3页

为了提高3自由度并联微定位平台的性能,研究了一种新型的混合柔性铰链微定位平台,它由正圆柔性铰链和直角柔性铰链组成。根据正圆柔性铰链和直角柔性铰链的不同特性,设计出了新型的混合柔性铰链微定位平台。先建立传统的3-RRR柔性铰链... 为了提高3自由度并联微定位平台的性能,研究了一种新型的混合柔性铰链微定位平台,它由正圆柔性铰链和直角柔性铰链组成。根据正圆柔性铰链和直角柔性铰链的不同特性,设计出了新型的混合柔性铰链微定位平台。先建立传统的3-RRR柔性铰链微定位平台和新型的混合柔性铰链微定位平台模型。再通过有限元分析软件,比较了新型混合柔性铰链微定位平台和传统的3-RRR柔性铰链微定位平台的柔度和灵敏性。结果表明,混合型柔性铰链微定位平台较传统的3-RRR柔性铰链微定位平台有更好的性能。 展开更多

关键词 微定位平台 混合 柔性铰链 有限元分析

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