压电执行器输出位移的精密自感知

为省掉外部精密位移传感器,进而减小微装配与微操作系统的体积,降低系统成本,采用自感知方法来获取压电执行器的输出位移。首先,基于压电执行器在电压作用下发生变形的同时,还会发生电极化而在其晶片表面产生电荷这一思想,提出了一种非平衡电流积分式压电执行器的位移自感知方法。其次,考虑到压电执行器的漏电流与介电吸收电流,以及运算放大器的偏置电流对自感知精度的影响,给出了能够精确反映压电执行器输出位移的自感知表达式及自感知参数辨识方法。最后,在辨识压电执行器自感知参数的基础上,实验验证了所提精密位移自感知方法的有效性,结果表明,自感知位移具有亚微米级分辨率,为0.24μm;在静态位移自感知方面,在0~118.9μm的位移范围内,自感知位移的最大相对误差为1.17%;在动态位移自感知方面,在0~100 Hz的频率范围内,自感知位移的最大相对误差为1.45%。可知所提出的精密位移自感知方法既能实现静态长时间又能实现动态快速的高精度、高分辨率的位移自感知。