隨著“亞微米-納米”技術(shù)的發(fā)展,由于傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)方式存在摩擦、間隙、爬行等非線性因素,已不能滿足超精密加工、半導(dǎo)體制備、光學(xué)精密工程及航空航天等高精密領(lǐng)域?qū)Χㄎ痪鹊囊?迫切需要多自由度、大行程、?m/nm級(jí)定位精度、快響應(yīng)速度、易控制與制造方便的高精密定位系統(tǒng)。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的柔性定位系統(tǒng)具有運(yùn)動(dòng)精度高、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)緊湊、控制方便、易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輕量化與小型化等特點(diǎn),在眾多高精密領(lǐng)域中具有潛在應(yīng)用價(jià)值,已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。因此,開(kāi)展大工作行程、多自由度、高精度壓電柔性定位系統(tǒng)的研究對(duì)促進(jìn)我國(guó)高精密加工、制造與測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展具有重要理論意義。本文依托于重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主項(xiàng)目及上海市空間飛行器機(jī)構(gòu)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題,圍繞多自由度、大工作行程及高精密定位的性能目標(biāo),設(shè)計(jì)了五自由度柔性定位系統(tǒng)。針對(duì)該定位系統(tǒng),開(kāi)展了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、靜動(dòng)力學(xué)、軸間耦合運(yùn)動(dòng)、遲滯建模、閉環(huán)控制策略、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容概括如下:（1）研究了多驅(qū)動(dòng)大行程柔性定位系統(tǒng)工作原理與設(shè)計(jì):采用柔性機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械原理、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等理論,探討了柔性定位系統(tǒng)工作原理與組成,結(jié)合定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則,... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

六自由度柔性定位平臺(tái)

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文華南理工大學(xué)的梁濟(jì)民等提出了一種六自由度柔性定位平臺(tái)，如圖 1.3 所示，機(jī)構(gòu)平移定位精度小于 2 m，轉(zhuǎn)角定位精度在-2 rad~4 rad 范圍內(nèi)，并且穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)[29]。燕山大學(xué)的馬琦翔等針對(duì)生物工程中細(xì)胞注射的要求，以柔性鉸鏈 3-PRC 并聯(lián)機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，提出并設(shè)計(jì)了一種由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的新型并聯(lián)柔性微動(dòng)平臺(tái)，如圖 1.4 所示，該 3-PRC 并聯(lián)微動(dòng)平臺(tái)具有三維平移功能以及良好的線性輸入-輸出關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)微納米級(jí)的運(yùn)動(dòng)范圍和定位精度[30]。

niversity 的 Saeid Bashash 等提出了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的二維柔性定位系統(tǒng)，其對(duì)壓瓷及其補(bǔ)償控制進(jìn)行了深入研究，利用 Prandtl-Ishlinshii 逆遲滯模型及時(shí)變參自滑膜智能控制方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的近似線性輸出，平均誤差約 2nm，具有 10-100帶寬工作頻率[51]。Kihan Park 等提出了一種壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，電子顯微鏡應(yīng)用前 xy 柔性定位平臺(tái)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制方式，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的高精度軌跡控制，為定位平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用提供了參考依據(jù)[52]。Jung-JaeKim 等提出了一種壓電驅(qū)動(dòng)的二維柔性定位系統(tǒng)，如圖 1.11 所示，結(jié)構(gòu)尺寸為 98×56×15mm，結(jié)合經(jīng)典 PID 控制方法，可實(shí)現(xiàn) 963 m 工作行程制軌跡誤差約±100nm，為柔性定位系統(tǒng)的高精度控制提供了理論基礎(chǔ)[53]。Gechitter 等設(shè)計(jì)了面向原子力掃描顯微鏡（Atomic force microscope，簡(jiǎn)稱 AFM柔性定位系統(tǒng)，如圖 1.12 所示，設(shè)計(jì)了智能自適應(yīng)反饋控制策略，實(shí)現(xiàn)了 向13 1 3 4. 3μm的工作行程，nm 級(jí)定位精度以及 8 幀/s 的掃描速度，為柔性系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用提供了參考依據(jù)[54]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)的柔性定位平臺(tái)設(shè)計(jì)與控制[J]. 田延嶺,包亞洲,王福軍,蔡坤海,楊成娟,張大衛(wèi).  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2017(10)
[2]柔順并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)及軌跡跟蹤[J]. 田浩,余躍慶.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(13)
[3]壓電位移放大機(jī)構(gòu)的力學(xué)解析模型及有限元分析[J]. 凌明祥,劉謙,曹軍義,李思忠.  光學(xué)精密工程. 2016(04)
[4]具有耦合補(bǔ)償功能的大行程二維柔性平臺(tái)[J]. 閆鵬,張立龍,劉鵬博.  光學(xué)精密工程. 2016(04)
[5]柔性機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 于靖軍,郝廣波,陳貴敏,畢樹(shù)生.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(13)
[6]壓電微位移致動(dòng)器的研制及其應(yīng)用[J]. 王愛(ài)萍.  電子質(zhì)量. 2009(05)
[7]面向光學(xué)精密裝配的微操作機(jī)器人[J]. 馬立,榮偉彬,孫立寧,龔振邦.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2009(02)
[8]并聯(lián)微操作機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 贠遠(yuǎn),徐青松,李楊民.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(12)
[9]基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的精密定位平臺(tái)研究[J]. 王華,張憲民,鄧俊廣.  測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2007(04)
[10]柔順機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析[J]. 王雯靜,余躍慶,王華偉.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2007(06)

博士論文
[1]壓電驅(qū)動(dòng)器的遲滯非線性建模與控制[D]. 陳遠(yuǎn)晟.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]兩自由度精密定位平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制[D]. 秦巖丁.天津大學(xué) 2011
[3]面向生物工程的精密定位機(jī)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 葉果.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]精密柔性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中耦合誤差的研究[D]. 盧松松.山東大學(xué) 2017
[2]壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真[D]. 唐平.西南交通大學(xué) 2017
[3]基于生物工程的新型并聯(lián)微動(dòng)平臺(tái)的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 馬琦翔.燕山大學(xué) 2014
[4]基于柔順機(jī)構(gòu)的空間六自由度微位移精密定位平臺(tái)研究[D]. 梁濟(jì)民.華南理工大學(xué) 2012
[5]多尺度微/納米定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析及試驗(yàn)研究[D]. 俞松松.重慶大學(xué) 2011
[6]高精度微定位器結(jié)構(gòu)與控制研究[D]. 熊本炎.西北工業(yè)大學(xué) 2005
[7]基于PZT微定位系統(tǒng)控制研究[D]. 周曉峰.浙江大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3116879