多自由度壓電執(zhí)行器驅(qū)動的運動平臺研究.pdf

1、本課題得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）（資助號：2011CB707602），NSFC-廣東聯(lián)合基金重點項目（資助號：U0934004）等基金的支持。
　　壓電執(zhí)行器，亦稱超聲電機，是一種依靠壓電材料的逆壓電效應(yīng)來驅(qū)動的新型微電機，具有獨特的性能：體積小、響應(yīng)快、斷電自鎖等特點，其中多自由度超聲電機以其機械集成度高，在精密機械以及精密加工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本課題研究二自由度壓電執(zhí)行器，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建二維運動平臺

2、，以及針對此平臺的測量系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括：
　　調(diào)研當(dāng)前多自由度壓電執(zhí)行器的發(fā)展過程和研究現(xiàn)狀，并分析多維運動平臺的現(xiàn)有技術(shù)特點和存在的問題。
　　研究一種具有對稱結(jié)構(gòu)的二自由度壓電執(zhí)行器，分析工作機理，并進行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。制作的原理樣機經(jīng)過掃頻實驗表明與理論分析基本吻合。
　　設(shè)計了一套采用正交方向的兩組導(dǎo)軌導(dǎo)向、二自由度壓電執(zhí)行器直接驅(qū)動的二維運動平臺。實驗表明，二自由度壓電執(zhí)行器可以有效驅(qū)動平臺進行二

3、維運動。由于兩個方向上運動質(zhì)量不同，導(dǎo)致兩個方向上運動速度具有明顯差異。
　　針對上述問題提出了一種單板式平臺結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中沒有導(dǎo)軌等導(dǎo)向機構(gòu)，僅由一臺電機來驅(qū)動平板，實現(xiàn)平臺的兩維運動。具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動鏈短的特點，有望獲得較高的可靠性和穩(wěn)定性。
　　使用了PSD傳感器作為運動平臺位移檢測和DSP控制器進行定位控制，避免了通常設(shè)置兩個光柵尺的檢測方案中，由于安裝誤差導(dǎo)致的檢測誤差增大現(xiàn)象。
　　原理樣機實驗表明：二自由