精密定位系統(tǒng)是指精度高和靈敏度高的定位機構,它是精密機械和精密儀器的關鍵部件之一。隨著壓電陶瓷微位移器在精密定位、微操作等方面越來越多的運用,采用壓電陶瓷微位移器驅動的柔性支承微定位機構得到廣泛的應用。由于壓電驅動器結構緊湊、體積小、分辨率高、通常情況下幾乎不發(fā)熱且易于控制,已在微位移驅動與控制上獲得了比較成熟的應用。但同時壓電材料存在遲滯及蠕變特性,當用于微定位系統(tǒng)中,由于非線性遲滯的影響,定位時難以達到較高精度,因此如何克服壓電材料存在的固有的非線性遲滯及蠕變特性一直是研究的熱點問題之一。為減少以上不良因素的影響,更好地發(fā)揮壓電陶瓷微位移器的性能,需要對這些缺陷進行深入的研究,揭示遲滯非線性的物理本質,建立相應的物理和數(shù)學模型,發(fā)展控制算法,以消除遲滯非線性的不利影響。本文研究了壓電陶瓷微位移器的動態(tài)控制模型,壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的邏輯規(guī)則控制策略、邏輯規(guī)則控制算法,進行了邏輯規(guī)則控制算法的離線仿真和在線實驗研究。 本文提出了壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的邏輯規(guī)則控制策略,分別論述了邏輯規(guī)則控制的相關概念、術語,以及邏輯規(guī)則控制的基礎-泛布爾代數(shù)理論和基于泛布爾代數(shù)理論的邏輯規(guī)則控制系... 

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 精密定位技術發(fā)展概況
    1.3 微定位系統(tǒng)的分類及特點
    1.4 壓電陶瓷微位移器的模型及控制技術的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要工作及創(chuàng)新
2 壓電陶瓷微位移器的基本特性與典型模型
    2.1 引言
    2.2 壓電陶瓷微位移器基本理論
    2.3 壓電陶瓷微位移器的基本特性
    2.4 壓電陶瓷微位移器的非線性特征及其形成機理
    2.5 壓電陶瓷微位移器的幾類典型模型
    2.6 本章小結
3 壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的柔性驅動平臺
    3.1 引言
    3.2 柔性平臺的結構
    3.3 柔性平臺的力學模型
    3.4 柔性平臺剛度的理論計算
    3.5 本章小結
4 基于泛布爾代數(shù)理論的邏輯規(guī)則控制
    4.1 引言
    4.2 邏輯控制產(chǎn)生的背景
    4.3 邏輯控制與泛布爾代數(shù)理論
    4.4 邏輯控制機理
    4.5 運動控制系統(tǒng)的邏輯控制
    4.6 本章小結
5 壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的邏輯規(guī)則控制的仿真研究
    5.1 引言
    5.2 壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的傳遞特性
    5.3 基于偏差相平面的壓電陶瓷微定位系統(tǒng)邏輯規(guī)則控制的仿真研究
    5.4 基于偏差相空間的壓電陶瓷微定位系統(tǒng)邏輯規(guī)則控制的仿真研究
    5.5 本章小結
6 壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的實驗研究
    6.1 引言
    6.2 壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的總體構成
    6.3 實驗系統(tǒng)組成單元的設計與選取
    6.4 壓電陶瓷微定位系統(tǒng)的實驗研究及分析
    6.5 本章小結
7 非探針紅外近場光學顯微鏡的成像測量與實驗結果
    7.1 引言
    7.2 編碼板與掩膜板
    7.3 微動工作臺的研制
    7.4 非探針紅外近場光學顯微成像系統(tǒng)測量實驗
    7.5 本章小結
8 全文總結與展望
    8.1 全文總結
    8.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間作者發(fā)表學術論文
附圖1 研制的壓電陶瓷微位移器的驅動電源
附圖2 壓電陶瓷微定位控制系統(tǒng)的實驗系統(tǒng)圖
附圖3 非探針紅外近場光學顯微成像系統(tǒng)圖



本文編號：3721522