纳米级压电陶瓷微位移系统的研究

介绍了一种用于纳米磨削的新型微位移系统 ,该系统由压电陶瓷微位移工作台和计算机控制的专用驱动电源组成 ,系统精度与压电陶瓷致动器和控制系统密切相关 .阐述了以压电陶瓷致动器为核心的微位移工作台和驱动电源的设计原理和设计特点 。

压电器件在微位移系统中的应用

提出了一种采用压电陶瓷器件实现微位移系统的方法，可在１０μｍ内实现０．０１μｍ的微动分辨力。该方法已成功应用在惯性仪表零件小孔径的亚微米超精测量系统中，达到了满意的效果。

微位移系统专用电致伸缩器驱动电源

根据微位移系统的要求和电致伸缩器件的特点 ,在专用驱动电源的电路上采取了相应的措施 。

微位移系统中压电陶瓷驱动器迟滞建模

针对超精密微位移系统中压电陶瓷驱动器的迟滞非线性问题,提出了一种基于遗传反向传播(BP)神经网络的压电陶瓷迟滞非线性建模方法。通过电涡流位移传感器获取压电陶瓷驱动器不同电压值下所对应的位移值;利用六次多项式拟合获得迟滞的数学模型,从而建立基于遗传BP神经网络的迟滞模型。实验结果显示:该迟滞模型在神经网络测试下的最大误差为0.082 1μm,平均绝对误差为0.015 8μm。表明,所建的迟滞模型能够较精确地反映出压电陶瓷驱动器的迟滞特性,同时为微位移控制系统设计提供了一定的理论基础。

CCD激光微位移测量系统的测量头设计

:CCD位移测量装置就是运用CCD技术设计的一种超高精度高速非接触激光位移测量仪器。其中测量头的设计是影响测量精度和测量系统整体性能的最主要因素。

基于光纤F-P透射光波长的微位移测量系统

为了克服光强型F-P传感器测量结果受光源波动影响等缺点,设计了一种利用F-P干涉透射光谱中心波长与其干涉腔长之间的关系测量微位移的传感系统,由此可直接测量绝对位移。

基于激光自动搜寻的微位移传感系统设计

基于激光自动聚焦探测原理研究开发了一种非接触式微位移传感系统。利用光驱内的激光头,根据自动聚焦的原理进行设计,在“S”曲线法的基础上又提出了一种新的测量方法——自动搜寻法。将这2种方法相结合,既可进行大量程的测量,也可进行较小量程内高分辨力的测量。大量程(1.8mm)内的分辨力为2μm,较小量程(200μm)内的分辨力可达0.2μm。试验表明该系统具有良好的线性度、重复性和动态响应特性,可用来测量复杂物体表面的面形。

超磁致伸缩微位移驱动系统的研究

超磁致伸缩材料是近年来发展起来的一种新型功能材料 ,具有在室温下应变量大 ,能量密度高 ,机电耦合系数大等特性。文章分析了超磁致伸缩材料的驱动原理 ,介绍了超磁致伸缩微位移驱动系统的组成及工作原理 ,并对该系统的伸长量、微位移精度等性能指标进行了实验研究。

微位移定位系统在磁盘光刻伺服图形中的应用

本文叙述了应用微位移定位系统实现磁盘光刻伺服图形的精确定位，有效地提高磁盘存储器的道密度，这种方法将成为开发新一代大容量磁盘存储技术。

基于路径匹配技术的高精度微位移检测系统

文中研究了用图像技术来检测微位移的问题 ,提出一种路径匹配微位移检测算法。该算法能自动搜索移动前后图像中匹配边缘 ,并避免了常用图像匹配算法复杂度太大的问题。文中还对算法进行了可信性分析并给出了实验结果。理论分析和实验结果表明 。

基于线性差动变压传感器的高精度微位移测量系统

针对现有微位移测量系统的不足,设计了一种高精度微位移测量方案。设计完善了信号调理电路,以线性差动变压传感器作为位移敏感元件,提出一种新的线性差动变压传感器正弦激励信号产生方法和多重反馈有源带通滤波器基波信号抽取电路。同时,为整个系统设计了完善的供电系统,采用TOP224构成反激式变换电路,再通过线性电源变换器转换至相应电压。微动测量架的校验结果表明,系统精度达到了1μm。

微位移进给刀架控制系统设计

设计了微位移进给刀架闭环控制系统并介绍了系统的构成及功能 ,完成了系统微机与单片机控制系统的串行通讯设计 。

具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器的研究

采用新型的功能材料——超磁致伸缩材料作为微位移器件 ,研制了一种具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器 ,并建立了其微位移闭环控制系统 .提出了一种高分辨率、无摩擦、传感 /位移传递一体化的圆形膜片式柔性结构 ,作为超磁致伸缩微位移执行器的微位移传递和感知机构 .应用薄板弯曲理论得出了相应的挠度、应变变化率的解析表达式及分布曲线 ,确定了微位移感知传感器的分布形式 ,实现了执行器的微位移感知功能 .同时 ,对研制的具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器及其微位移闭环控制系统进行实验研究 ,结果表明 :执行器的微位移感知灵敏度和系统的微位移闭环控制精度较高 .

基于灰色预测-模糊控制提高PZT的运动精度

压电陶瓷由于其可以实现纳米级的定位精度,被广泛应用于高精度定位系统和微精细加工等领域。但压电陶瓷微位移系统的固有特性、制造缺陷以及如噪声、振动等使用环境的影响,使得其微动精度难以达到预期的理论要求。为了提高微位移系统的运动的精度,采用灰色预测控制和模糊控制的联合控制方式的方法,分别以输入步进电压10 mv和100 mv的情况下对压电陶瓷微位移系统的运动位移进行实验。灰色预测控制可以在任何环境和未知因素的情况下,可以实现未来态势的控制,属于超前控制,再而模糊控制根据之前采集的数据制定模糊规则和算法,进一步对输入量和反馈量的精确控制,结合各自的优势特点,从而提高压电陶瓷微位移系统的运动精度。通过反复的实验研究,结果使得系统的平均运动精度在两种输入下分别提高了3.5倍和2.7倍。该方法方案大大地改善了压电陶瓷微位移系统的运动精度,具有实际的可行性。

一种D/A板输出控制的相移器设计

相移器对光学测量具有非常重要的意义。本文采用一般的压电陶瓷柱和自行设计制作的 40～ 30 0V直流可调电源制作了经济型相移器 ,并由计算机通过D/A转换板输出电压进行控制 ,做到了压电陶瓷非线性补偿和CCD采集图像的一体控制。经过标定 ,在压电陶瓷达到稳定时 ,其微位移量可达几个纳米 ,重复性很好。