一种闭环控制的压电陶瓷微位移器驱动电源

介绍了压电陶瓷微位移器驱动电源的闭环反馈控制驱动系统的组成和工作原理,并对控制器的硬件系统构成进行了说明。软件采用模块化设计,可根据实际工作场合通过软件设定为开环控制和闭环控制。在数字控制算法d(t)和可控输出稳压电压源的设计上有所突破。通过合理地设计软件算法d(t)来补偿电致伸缩陶瓷h(t)特性上的缺陷。

WTYD型压电陶瓷微位移器的迟滞特性建模与实验验证

为了模拟WTYD型压电陶瓷微位移器的输出位移与驱动电压之间的迟滞曲线,通过采用Bouc-Wen模型模拟迟滞分量,提出了一种表征WTYD型压电陶瓷微位移器的输出位移与驱动电压之间迟滞关系的Bouc-Wen模型并建立了相应的参数辨识方法。为了验证Bouc-Wen模型及其相应的参数辨识方法的有效性,建立了相应的实验装置并对模型进行了实验验证。研究结果表明,Bouc-Wen模型的最大绝对误差为3.78μm,最大相对误差为5.79%,表明Bouc-Wen模型及相应的参数辨识方法能较好地模拟WTYD型压电陶瓷微位移器的迟滞特性。

压电陶瓷微位移器及其驱动电源的研制

针对相移干涉测量系统中微位移的要求,研制了一种新型压电陶瓷微位移器及其驱动电源,该驱动电源采用集成功率运算放大器配合外围器件组成直流放大式结构,能够有效解决输出电压的非线性问题,减少自激现象,提高系统的稳定性。对研制的压电陶瓷微位移器进行了实验标定。经测试,研制的驱动电源具有驱动能力强、线性度好、重复性好等特点。干涉实验验证了研制的压电陶瓷微位移器性能的可靠性和位移的精确性。

压电陶瓷微位移器的动态特性的改善

介绍一种基于数字ＰＩＤ方法，研制出微机控制系统，实现了压电陶瓷微位移器动态性能的改善，并将其用于精密微动平台，实现平台精密快速进给。

压电陶瓷微位移器特性测试实验研究

运用光学干涉原理,结合微系统测试分析仪器,分别对压电陶瓷管和压电陶瓷位移器的非线性特性进行测试研究,主要对升压及降压时PZT位移进行测试和电源驱动器闭环状态下的性能测试。

一种压电陶瓷微位移器驱动电源研究

在研究压电陶瓷微位移器的基础上,针对压电陶瓷的驱动特点和要求,设计了一种驱动电源。以单片机Atmega128和高压运算放大器PA78为核心器件,以及相关电路构成电压控制型驱动电源。介绍了主要模块电路的功能和实现,并对驱动电源进行测试实验。驱动电源可输出0-300 V连续电压,分辨率可达10 m V、静态纹波〈5 m V。结果表明该电源具有线性度高、稳定性好、分辨率高等优点。

压电陶瓷微位移系统的变参数PID闭环控制方法

针对压电陶瓷器件在精密定位控制中存在的迟滞、蠕变和位移非线性等不足,本文采用压电陶瓷直接粘贴应变片组成测量电桥作为位置反馈环节,设计了带上下限位的变参数P ID闭环控制微位移系统,达到了预期的控制精度和效果。

压电陶瓷式执行器的动态特性的改善研究

针对压电陶瓷微位移执行器动态响应速度慢的问题进行了研究，提出用数字ＰＩＤ方法加以解决，并研制出一套实用控制系统。其中，研制出一种可微机控制的精密高压调节器，与单片机数字系统相配合，形成一个完整的、数字－模拟电路结合的控制系统，用以实现压电陶瓷微位移器动态性能的改善。实验表明，该控制系统简单、可靠、实用，所提出的ＰＩＤ方法对压电陶瓷微位移执行器的动态特性有明显的改善。

压电微作动器相位特性分析与改进

误差补偿作动器相位特性等动态性能对补偿控制系统有着非常重要的影响。该文在对压电陶瓷叠堆微位移作动器电压驱动过程分析的基础后,首次给出完整的相位特性分析,分析了影响压电陶瓷微作动器相位特性的三个主要因素及它们相应引起的相位滞后量。计算结果显示出机械结构引起的相位滞后占整个压电微作动器相位滞后量的主要成分。该文分析方法和结果有助于PMDA控制系统优化设计,并使机床误差实时补偿更有效、精确和容易。

应用于光纤相位调制的压电陶瓷驱动电源

为提高光纤傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率,设计了应用于光纤相位调制的压电陶瓷驱动电源。驱动电源由低频信号发生部分和高压放大部分组成。利用幅频波特图和开环相频图进行分析,深入讨论了驱动电容值较大的容性负载时的电路稳定性。实验表明使用该电源能实现光纤傅里叶变换光谱仪的高分辨率。

基于PA85的新型压电陶瓷驱动电源

压电陶瓷驱动电源是压电陶瓷微位移器应用中关键部件。PA 85是一种高压、高精度的M O SFET运算放大器。文章介绍了一种基于PA 85的新型压电陶瓷驱动电源,详细介绍了电源复合放大电路部分的设计原理和并对其稳定性进行了分析。该电源具有精度高,驱动能力强,结构简单,稳定性好的特点。

压电驱动三维超微定位平台的性能研究

提出一种以柔性铰链结构为导向机构、压电陶瓷为驱动器的三维超微定位工作台,对三维超微定位工作台的非线性和动态特性的问题进行了研究,提出改善方法以提高系统的定位性能。将三维超微定位平台用于微操作机械手。

基于混合闭环控制器的三维超微定位平台的研究

提出一种以柔性铰链结构为导向机构、压电陶瓷为驱动器的三维超微定位平台,建立了压电陶瓷迟滞非线性模型,提出基于神经网络模型和模糊PI反馈控制的混合闭环控制器方法以提高系统的定位精度,对三维超微定位平台的阶跃响应和和跟踪误差进行了研究。实验研究表明,混合控制器方法消除了定位平台的残余振荡,提高了其定位速度和定位精度。

压电式执行器用于超精密进给机构的技术研究

通过对压电陶瓷微位移执行器动态特性问题的研究,设计了一种可微机控制的数字高压信号源作为电压调节器、压电陶瓷作为驱动器的精密微动平台。针对高精度的定位和进给需要,设计了数字闭环控制系统,引入数字比例-积分-微分(PID)模糊控制器以提高系统的动态特性。实验表明,该控制系统简单、可靠、实用,所提出的校正方法对改善压电陶瓷微位移执行器的动态特性有显著效果,现已将其用在磨床进给机构中。

压电陶瓷驱动电源及其在激光陀螺扫模中的应用

对压电陶瓷微位移器驱动电源与环形激光陀螺腔长调节原理进行了分析 ,在此基础上 ,设计了微机控制 0～ 30 0 V电压连续可调压电晶体驱动电源 ,并将其应用于自行设计的环形激光陀螺自动扫模系统。实验获得的扫模曲线表明 。

大负荷压电式力标准机

首次提出了压电式力标准机的概念和工作原理,介绍了设备的结构组成。分析了多组组合结构情况下,载荷作用与应力分布的关系并确定了满足强度要求的计算公式。同时提出了伺服电机驱动的最小液压工作系统为基础的极其简单的液压加载结构和超大负荷能力的压电陶瓷微位移器为基础的精密力值控制方法,实现了高精度、低成本的比对测量。同时,实现了工作过程的自动化。譬如:在WINDOWS界面下,实现了力标准机的工作状态以及试验数据的实时显示。

闭环控制的6自由度微动工作台的设计

重点探讨了弹性板簧导轨在微动工作中的应用.其目的是获的结构简单、运动精度高的多自由度微动台.微动台的基体是各部分相互间均以两组板簧导轨联接而成的整体式结构,微动台在X、Y、Z方向的线位移和绕X、Y、Z轴的角位移是由相应的微位移器产生等值同向或等值反向的推力来实现的,而位移量的大小可通过位移传感器测得,并可进行闭环反馈控制以确保相应微位移器产生等值位移.弹性板簧结构简单,无原理误差,且导轨的几何参数误差为系统误差,可以修正补偿,从设计原理上可保证微动台在各个方向的运动独立,避免相互的耦合.

快速伺服刀架迟滞特性的Preisach建模(英文)

使用压电陶瓷作驱动元部件的快速伺服刀架是一种新的加工手段。本文介绍了基于Preisach模型的快速伺服刀架迟滞特性建模方法。作为快速伺服刀架的驱动元部件,压电陶瓷微位移器自身的迟滞、蠕变等非线性特性严重影响了快速伺服刀架的动态性能。为了精确建立快速伺服刀架的迟滞模型,给出了Preisach模型的数字表达方式,通过一系列实验测得的数据证明快速伺服刀架系统具有一致特性与擦除特性,满足Preisach模型的两个必要条件,最后在实验数据的基础上建立了基于Preisach模型的迟滞特性模型。实验表明,该迟滞模型可以很好地预测快速伺服刀架的迟滞位移曲线,其预测误差不超过0.65μm。

Micro-displacement amplifying mechanism driven by piezoelectric actuator

Piezoelectric actuator has high stiffness, high frequency and infinite control precision, but a short output displacement which is often 1/1 000 of its length. In order to meet the requirements that tools feeding should be long-travel, high-frequency and high-precision in non-circular precision turning, a new one-freedom flexure hinge structure is put forward to amplify the output displacement of piezoelectric actuator. Theoretical analysis is done on the static and dynamic characteristics of the structure, differential equations are presented, and it is also verified by the finite element method. It's proved by experiments that the output displacement of the structure is 293 μm and its resonant frequency is 312 Hz.

陶瓷材料

0019805(Na0.5Bi0.5)TiO3陶瓷 A 位二价金属离子取代的研究[刊]/马晋毅//压电与声光.-2000,22（4）.-253～255（L）0019806低波纹度快速响应压电陶瓷驱动电源的研制[刊]/周亮//压电与声光.-2000,22（4）.-237～239（L）压电陶瓷驱动电源是压电陶瓷微位移器应用中的关键部件。文章提出了一种新的压电陶瓷驱动电源结构,并开发研制了新的压电陶瓷驱动电源。