模型参考控制在两级驱动伺服系统中的应用

基于计算机硬盘的两级驱动伺服系统 ,采用模型参考控制改善VCM伺服环的输出 ,并将其回馈给MA伺服环作为输入 ,利用MA高频宽、响应快等优点 ,调节VCM输出及位置误差信号 ,获得较为理想的复合输出结果。实验仿真结果验证了本文控制算法的有效性。

大行程纳米级两级驱动三维精密位移系统的设计

采用粗精两级驱动的方式设计了大行程纳米级三维精密位移系统。位移系统的粗驱动通过采用PID自适应控制器控制伺服电机加精密丝杠拖动一维工作台来完成,位移系统的精驱动通过层叠型的压电陶瓷位移器(PZT)来完成。采用程序控制法实现μm级和nm级两级驱动的匹配。设计了基于迈克尔逊干涉原理的可溯源的计量系统,两级驱动的定位检测都由该计量系统来检测,减小了累积误差,并运用实验验证了位移系统的有效性。

高低频两级驱动加工的数据处理方法研究

在对复杂非圆型面零件加工的运动特性分析的基础上,阐述了高低频两级驱动用于非圆加工的优越性,同时以典型非圆零件492Q型活塞为例,对比两种用于加工数据高低频分解的方法:最小二乘拟合法和离散傅立叶变换法,根据仿真结果得出:两种方法的分解精度相差不大,而离散傅立叶变换法简单可靠,更具通用性。

大量程纳米级垂直扫描系统研究

研究开发了一种大量程纳米级垂直扫描系统,该系统采用粗/精两级驱动,粗驱动子系统由滑动导轨、直流无刷电机、精密丝杠组成,精驱动子系统由平行平板柔性铰链和压电陶瓷组成。对平行平板柔性铰链进行了力学分析,并推导计算了其固有频率。该垂直扫描系统的粗位移和精位移由同一套激光干涉位移计量系统计量。该垂直扫描系统运动范围为0～40mm,运动分辨率为5nm。

大行程纳米级共平面二维精密工作台的研究

研究开发了一种大行程纳米级共运动平面二维工作台,该工作台采用宏/微两级驱动,宏驱动由滑动导轨、直流无刷电机、精密丝杠组成,微驱动由平行平板柔性铰链和压电陶瓷组成。对平行平板柔性铰链进行了力学分析,并推导计算了其固有频率。工作台移动范围为50mm×50mm,可实现5nm的运动分辨率。工作台在X、Y方向分别装有衍射光栅计量系统,宏微位移由同一套衍射光栅计量系统进行位移计量,计量系统的有效位移分辨率为2.3nm。该二维工作台具有通用化和小型化特点,可以用于微纳米表面的测量与微机电系统的控制与加工。

大行程纳米级二维位移工作台

提出以双衍射光栅位移传感器作二维工作台计量标准器的方法,阐述了双衍射光栅位移传感器的位移传感原理,以及光电信号细分处理方法。结合光栅的实际参数,分析了工作台的有效分辨率。

三维精密位移系统的设计

为满足精密位移的需要,研究开发了一种大行程、纳米级和计量型三维精密位移系统。采用模块化结构设计,即3个方向的驱动机构均采用完全相同的设计结构,分别称为X、Y、Z向一维工作台。位移系统在X、Y、Z3个方向采用粗、精两级驱动,并分别装有计量光栅。各方向粗驱动采用交流伺服电机配合精密丝杠和直线导轨进行,精驱动采用压电陶瓷微位移器配合柔性铰链进行,每个方向的两级驱动共用一套计量光栅,从而保证了位移系统的大行程、纳米级和计量型。介绍了位移系统的结构设计,分析了位移系统的位移分辨率、计量原理以及它的运动性能。实验表明,在40mm位移行程内,X、Y和Z向工作台两级驱动实际位移与设定位移之差分别不超过±0.030、±0.028和±0.033μm,验证了位移系统设计的有效性,为位移系统的设计提供了依据。

基于LED光供电的高压设备温度在线监测系统

针对高压设备无线测温装置供电困难问题,设计了一种由低压侧LED光源供电的新型温度在线监测系统。系统使用LED所产生的光能经太阳能电池光电转换后为高压侧无线测温装置供电,以保证其可靠运行。设计了LED两级可PWM调光恒流驱动电路,为LED提供了恒定电流的同时保证了输入端高功率因数。无线测温装置利用热敏电阻PT1000采集温度信号,并通过ANT无线模块进行数据传输,兼具高精度测量和低功耗优势。实验测得无线测温装置在3.3 V供电电压下的平均消耗电流约7.24 m A,驱动电路在满PWM占空比下输出电流为584 m A,在70%PWM占空比下的工作状态为兼顾高压侧电路可靠运行与节约电能的最佳状态。