發(fā)布時間：2024-05-07 22:03

　　設(shè)計(jì)了一種壓電陶瓷驅(qū)動的精密傾斜平臺及其傾斜角度控制方法,實(shí)現(xiàn)了高精度傾斜控制。該控制系統(tǒng)主要由主控制器、位移探測模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、高壓驅(qū)動模塊4部分組成,可實(shí)現(xiàn)快速精確的傾斜控制。運(yùn)用了球透鏡與位置敏感傳感器相結(jié)合的方法測量和控制精密傾斜控制平臺的傾斜角度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該平臺控制精度優(yōu)于0.5μrad,且結(jié)構(gòu)簡單、易于裝設(shè),特別適用于要求傾斜角度精密控制且低成本的工程應(yīng)用環(huán)境。

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖1精密傾斜平臺。

本文所設(shè)計(jì)的基于三個PZT驅(qū)動的精密傾斜平臺主要由5部分組成:固定底板、驅(qū)動部件、連接部件、傳動部件以及運(yùn)動部件。整個平臺采用三個PZT并聯(lián)驅(qū)動,如圖1所示,該P(yáng)ZT可用于超高真空環(huán)鏡下,其長度為44mm、直徑為20mm,行程為25μm,移動分辨率為50nm,最大負(fù)載為1....

圖2平臺運(yùn)動模型圖。

本文所設(shè)計(jì)的精密傾斜平臺具有三個自由度,為了精確地控制其傾斜角度,需要確定PZT伸縮位移與平臺姿態(tài)之間的關(guān)系。圖2中A、B、C分別代表三個PZT的初始位置,O為三個PZT的幾何中心,r為PZT到O的距離,Δd1、Δd2、Δd3分別為三個PZT的位移量,P、P′分別為BC和B′C....

圖3位移測量原理圖

光電位置敏感器件(PSD)是一種對其感光面上入射光斑位置敏感的光電器件,即當(dāng)入射光斑落在器件感光面的不同位置時,PSD將對應(yīng)輸出不同的電信號。通過對此輸出電信號進(jìn)行處理,便可以得到入射光斑在PSD的位置。入射光強(qiáng)度和尺寸大小與PSD的輸出信號均無關(guān),其輸出信號只與入射光的位置有關(guān)....

圖4精密傾斜平臺控制系統(tǒng)原理圖

實(shí)驗(yàn)中所采用的精密傾斜控制平臺被壓電陶瓷驅(qū)動。壓電陶瓷雖具有分辨率高、響應(yīng)速度快、驅(qū)動力大等優(yōu)點(diǎn),但開環(huán)控制下,外界環(huán)境的擾動會對控制精度產(chǎn)生較大的影響,因此,采用了閉環(huán)比例積分(PI)控制方法以補(bǔ)償外界擾動引起的誤差。為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的平臺控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制性能,分別使用開環(huán)和閉環(huán)....

本文編號：3967052