一种宏微双重驱动精密定位机构的建模与控制

《一种宏微双重驱动精密定位机构的建模与控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第!"卷!第#期!光学精密工程6378!"!938#!!!!!!!!!!!!!!!!#$$%年&月!!!’()*+,-./012+*,*3.4.5*.221*.5!!:(18#$$%文章编号!!$$&;<#&=##$$%$$#;$!T!;$U一种宏微双重驱动精密定位机构的建模与控制节德刚!刘延杰!孙立宁!孙绍云!蔡鹤皋"哈尔滨工业大学机器人研究所!黑龙江哈尔滨!%$$$!#摘要!提出一种宏微双重驱动精密定位机构%采用高性能直线电机直接驱动宏动平台%实现系统大行程微米级精度定位&安装在宏动平台上的压电陶瓷

2、驱动微动平台%实现纳米级的分辨率和定位精度%以高频响动态补偿系统的定位误差&采用精密光栅尺反馈微动平台输出端的位置信号%实现定位机构的全闭环反馈控制’在分别建立宏动(微动(宏微机构模型的基础上%提出复合型宏动控制和模糊自校正0C微动控制的宏微控制策略’实验研究表明)系统的动态和稳态性能良好%该定位机构的最大工作行程!$$JJ%稳定时间小于&$J,%重复定位精度!$.J’关!键!词!宏微双重驱动!精密定位!建模!控制策略中图分类号![0#&#!!文献标识码!:A(3$)#%2’%30(%&"()(,’4

3、’0"(/4#0"(35’)/3"#6$5)&"’/."$0#+#(%.(+#&#(%#%24$0J’%#+4AC42;5-.5%_CcE-.;O*2%Sc9_*;.*.5%Sc9SG-3;MD.%F:Cb2;5-3#C-;-*C,),#G&"($)*+*’*,-.Z#G;+$($)*+*’*,-.>,&"$-H-%5%Z#G;+$!%$$$!%!"+$#$7-+&"’0&):J-+13;J*+13/D-7;/1*K2D7)1-;(12+*,*3.(3,*)*3.*.5J2+G-.*,J*,(12,2

4、.)2/8F3JN*.*.5J-+13P*)GJ*+13-+)D-)31%-,M,)2JP*)G7-152P31I,(-+2-./G*5G12,37D)*3.3LJ3)*3.P-,/2K27;3(2/8[G2/*12+);/1*K2J3)31*,D,2/*.)G2J-+13J3)*3.%-./0Z[;/1*K2.J*+13,)-52P*)GG*5GL12;BD2.+M*,J3D.)2/3.)G2J3)31-./+3J(2.,-)2,)G2(3,*)*3.211318:G*5G;12,37D)*3.7*.

5、2-12.+3/21*,*.)251-)2/*.)3)G2+73,2/;733(L22/N-+I%PG*+G*,D,2/)3J2-,D12)G2(3,*)*3.3L)G22./;2LL2+)31J3D.)2/*.)G2J*+13,)-528[G2L22/L31P-1/-./L22/N-+I-12+3JN*.2/)3+3.)137)G2J-+13,)-52%-./)G2LDVVM;-/-()*K20C+3.)137-7531*)GJ*,2J(73M2/*.)G2J*+13,)-528[G22H(21*J

6、2.)-712,D7),,G3P)G-))G2)1-K271-.52*,!$$JJ%)G2,2))7*.5)*J2*,72,,)G-.&$J,-./)G212(2-)-N*7*)M21131*,!$.J88$*9("3+)J-+13;J*+13/D-7;/1*K2&D7)1-;(12+*,*3.(3,*)*3.*.5&J3/27*.5&+3.)137-7531*)GJ!!收稿日期!#$$%;$#;!>"修订日期!#$$%;$";!$!!基金项目!国家!#$#

7、$!T#!!!!!光学!精密工程!!!!!第!"卷线电机$与旋转电机加减速结构相比$它是:!引!言无接触直接驱动$即)零传动*$取消了从电机到工作台的中间传动环节$把工作台进!!由于Q4QS!微机电系统"#生物医学给传动链的长度缩短为零%<&(此外还具有工程#精密光学工程和超精密加工等领域启动推力大$响应快#速度高$精度高等一的快速发展$迫切需要能够在亚微米级$甚系列优点’但由于推力波动#摩擦和负载至在纳米级精度上进行精密定位的系统及扰动等非线性因素影响$控制比较复杂$成装备$各种大行程精密定位系统应运

8、而%!$&本高’%!;"&生’在上世纪U$年代中后期$国内外采用矢量控制技术$当仅考虑基波分%&;>&学者相继提出了宏微双重驱动技术$目量时$基于3PK轴模型的直线电机的电磁前它是实现大行程#高精度定位的一种有推力为%!!&+效手段’本文针对自行研制的一种宏微双"*1X$0Q+KX?).+K$!!"重驱动精密定位机构进行建模和控制方法#1研究’该系统采用直线电机#压电陶瓷双式中$$0Q为定子永磁体产生的励磁磁链$1重驱动和精密光栅尺作为全闭