高精度定位平台振动误差补偿技术研究

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1、系，U、考SOOCHOWUNIVERSITY硕士专业学位论文论文题目高精度定位平台振动误差补偿技术研究研究生姓名李健指导教师姓名陈立国专业名称机械工程研究方向高速精密定位论文提交日期2015年6月苏州大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。论文作者签名：年6月/I曰指导教师

2、签名：年乙月广日苏州大学硕士学位论文版权使用授权书学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相—致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文口本学位论文属在____年_月解密后适用本规定。非涉密论文12

3、"论文作者签名:日期：^导师高精度定位平台振动误差补偿技术研究高精度定位平台振动误差补偿技术研究中文摘要随着纳米光刻、MEMS封装、超精密加工、微电子工程、生物医学工程等领域的迅速发展，对定位平台的定位精度要求也越来越高，定位系统的发展也将促进超精密加工、精密测量及大规模集成电路等行业的发展。振动是影响定位平台定位精度的主要因素之一，为进一步提高定位平台的精度，本文针对直线电机驱动的气浮定位平台的振动特性，重点研究振动对定位精度的影响。通过设计振动误差补偿机构对定位平台因振动而引起的误差进行实时补偿，实现定位平台的高精度定位。针对定位平台高精度、高动态的运动特性，设

4、计定位平台的总体结构，并基于内部振源的振动特点，建立X、Y、Z三方向的振动的物理和数学模型，计算其固有频率，同时建立定位平台的机电耦合数学模型，采用PID控制与最小节拍组合控制方法，完成定位系统的阶跃仿真分析，验证定位平台能够进行高加速启停的往复平稳运动。基于高精度定位平台的振动误差，设计基于压电陶瓷（PZT）直接驱动双层平行板弹性铰链形式的振动补偿机构，通过有限元仿真分析，研究振动补偿机构的动、静态特性，得到平行板铰链的尺寸。设计前馈-PID控制器，提高压电陶瓷的驱动定位精度，并对微动控制系统进行动态跟踪响应仿真研究。建立基于误差补偿精密定位系统，对振动误差补偿平

5、台进行实验研究，验证其满足本文的设计指标。并对高精度定位平台进行振动误差补偿实验，验证基于误差补偿系统的高精度定位平台能够实现高精度定位。关键词：高精度定位平台；振动误差；误差补偿；压电陶瓷作者：李健指导老师：陈立国I高精度定位平台振动误差补偿技术研究ResearchonvibrationerrorcompensationtechnologyofthehighprecisionpositioningplatformAbstractWiththefurtherdevelopmentofnanometerlithography,MEMSpackage,ultraprec

6、isionmachining,micro-electronicengineering,biomedicalengineering,thepositioningaccuracyofthepositioningplatformrequirementsarealsogettinghigherandhigher,thedevelopmentofpositioningsystemwillalsopromotethedevelopmentofultraprecisionmachining,precisionmeasurementandlargescaleintegratedci

7、rcuitindustry.Vibrationisoneofthemainfactorsaffectingthepositioningaccuracyofthepositioningplatform,tofurtherimprovethepositioningprecisionoftheplatform,inthispaper,accordingtothevibrationcharacteristicsofaerostaticpositioningstagedrivenbylinearmotor,focusingonthemechanismofeffectofv