擾動(dòng)力自感知型超磁致伸縮微位移控制系統(tǒng)研究.pdf

1、環(huán)境振動(dòng)是限制超精密測(cè)試儀器測(cè)量精度和超精密加工裝備加工精度的主要因素之一，需要引入有效的主動(dòng)和被動(dòng)隔振手段來(lái)抑制環(huán)境的振動(dòng)以減小其對(duì)測(cè)量?jī)x器和加工裝備精度的影響。超磁致伸縮執(zhí)行器具有大磁致伸縮率、響應(yīng)速度快、定位精度高、低電壓驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，適合用于主動(dòng)消、減振系統(tǒng)。超磁致伸縮執(zhí)行器與氣浮技術(shù)結(jié)合的主被動(dòng)隔振系統(tǒng)，不僅能夠隔離環(huán)境傳來(lái)的低頻振動(dòng)，還能隔離加工裝備中負(fù)載導(dǎo)致的高幅值、頻率的反向作用擾動(dòng)力。本論文的主要目的是研究超磁致伸縮微定

2、位系統(tǒng)，搭建合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，控制實(shí)現(xiàn)超精密定位，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)載擾動(dòng)力的自感知。
　　論文的主要內(nèi)容包含以下三個(gè)部分：
　　一、研究超磁致伸縮材料特性及工作機(jī)理，測(cè)試超磁致伸縮執(zhí)行器的位移輸出特性曲線，完成模型參數(shù)辨識(shí)并建立其輸入輸出關(guān)系的Preisach非線性模型，實(shí)現(xiàn)模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)；
　　二、通過(guò)在超磁致伸縮執(zhí)行器輸出端施加擾動(dòng)力，制作自感知電壓信號(hào)解耦電路板，測(cè)量自感知電壓的實(shí)時(shí)數(shù)值，基于逆磁致伸縮效應(yīng)機(jī)理理論計(jì)算和

3、擬合出測(cè)量外力曲線，并與標(biāo)準(zhǔn)力傳感器測(cè)量外力曲線對(duì)比；
　　三、在建立的Preisach模型的基礎(chǔ)之上，完成前饋控制和PID閉環(huán)反饋控制仿真，并利用超磁致伸縮執(zhí)行器、電容位移傳感器、NI PXI-8102數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和PC機(jī)搭建合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)試系統(tǒng)開環(huán)輸出位移各項(xiàng)參數(shù)，評(píng)估定位系統(tǒng)工作性能，并完成超磁致伸縮執(zhí)行器的前饋和閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)超精密微位移定位各項(xiàng)指標(biāo)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超磁致伸縮微定位系統(tǒng)分辨力能夠達(dá)到10nm