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全簧片式空间大行程并联柔性微定位平台及其轨迹控制
被引量：
5
1
作者
陈云壮
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
2023年第18期2675-2686,共12页
为了解决传统微定位平台运动范围小、寄生运动和交叉轴耦合严重导致运动精度低等问题,提出了一种音圈电机驱动的全簧片式大行程、空间多自由度并联柔性解耦微定位平台。首先,介绍了含簧片型柔性球铰的大行程多自由度并联柔性机构的结构...
为了解决传统微定位平台运动范围小、寄生运动和交叉轴耦合严重导致运动精度低等问题,提出了一种音圈电机驱动的全簧片式大行程、空间多自由度并联柔性解耦微定位平台。首先,介绍了含簧片型柔性球铰的大行程多自由度并联柔性机构的结构和变形原理。接着,以空间三自由度为例,推导了动平台的运动学方程,建立了机构的输入刚度模型,并基于柔度矩阵法对柔性球铰进行了柔度建模和设计,从而确定了微定位平台的参数。此外,分别对三自由度方向进行了系统动力学模型辨识,并基于模型设计了一种相位超前PI反馈控制结合滑模前馈控制的复合控制器。最后,搭建了平台实验系统来验证其轨迹跟踪性能。实验结果表明:与经典的PID控制相比,该复合控制方法能够使得轨迹跟踪性能提高95%以上,加入的滑模前馈也能够有效消除单纯反馈控制产生的相位滞后。并且,所提出的多自由度微定位平台能够实现±3.23 mm×±21.50 mrad×±20.30 mrad的运动范围,具有行程大、稳定性好和精度高等特点,可以用于许多需要大行程高精度的空间定位场合。
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关键词
并联柔性机构
音圈电机
大行程
簧片型柔性球铰
相位超前pi控制
滑模
控制
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职称材料
题名
全簧片式空间大行程并联柔性微定位平台及其轨迹控制
被引量：
5
1
作者
陈云壮
赖磊捷
李朋志
朱利民
机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
格鲁斯特大学计算与工程学院
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第18期2675-2686,共12页
基金
国家自然科学基金联合基金重点支持项目(No.U2013211)
国家自然科学基金青年科学基金资助项目(No.51605275)
+1 种基金
上海市自然科学基金资助项目(No.21ZR1426000)
机械系统与振动国家重点实验室课题资助项目(No.MSV202210)。
文摘
为了解决传统微定位平台运动范围小、寄生运动和交叉轴耦合严重导致运动精度低等问题,提出了一种音圈电机驱动的全簧片式大行程、空间多自由度并联柔性解耦微定位平台。首先,介绍了含簧片型柔性球铰的大行程多自由度并联柔性机构的结构和变形原理。接着,以空间三自由度为例,推导了动平台的运动学方程,建立了机构的输入刚度模型,并基于柔度矩阵法对柔性球铰进行了柔度建模和设计,从而确定了微定位平台的参数。此外,分别对三自由度方向进行了系统动力学模型辨识,并基于模型设计了一种相位超前PI反馈控制结合滑模前馈控制的复合控制器。最后,搭建了平台实验系统来验证其轨迹跟踪性能。实验结果表明:与经典的PID控制相比,该复合控制方法能够使得轨迹跟踪性能提高95%以上,加入的滑模前馈也能够有效消除单纯反馈控制产生的相位滞后。并且,所提出的多自由度微定位平台能够实现±3.23 mm×±21.50 mrad×±20.30 mrad的运动范围,具有行程大、稳定性好和精度高等特点,可以用于许多需要大行程高精度的空间定位场合。
关键词
并联柔性机构
音圈电机
大行程
簧片型柔性球铰
相位超前pi控制
滑模
控制
Keywords
parallel flexure mechanism
voice coil motor
large stroke
leaf-spring type flexure spherical joint
phase advanced
pi
controller
sliding mode controller
分类号
TP29 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
全簧片式空间大行程并联柔性微定位平台及其轨迹控制
陈云壮
赖磊捷
李朋志
朱利民
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
5
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