具有纳米分辨力二维超精密定位平台的研制

发布时间：2016-11-25 14:11

  本文关键词：具有纳米分辨力二维超精密定位平台的研制，由笔耕文化传播整理发布。

《中国计量学院》 2012年

具有纳米分辨力二维超精密定位平台的研制

岩君芳  

【摘要】：随着纳米技术的迅速发展，现代超精密测量及加工装备定位精度水平正由微米量级向纳米量级过渡。本课题提出的基于相位跟踪锁定的双频激光干涉仪技术超精密定位新方法，较传统定位省却了相位差转换为位移的环节，减少了误差项，提高了系统的频率响应。二维超精密微动平台作为此定位系统的位移执行单元，其精度及稳定性能将直接影响超精密定位系统的定位精度和效率。本文在设计并研制具有纳米分辨力二维超精密定位平台的基础上，设计了高精度、高频响、低纹波的双极性输出压电陶瓷驱动电源，作为定位平台的驱动装置，本文的主要研究工作如下： 首先，根据超精密定位系统技术要求，结合柔性铰链因无机械摩擦、无间隙、运动灵敏度高及加工简单等优点，设计压电陶瓷驱动的柔性铰链支承二维微动平台。通过分析单柔性铰链模型参数和复合平行四连杆机构的刚度、最大应力、固有频率等特性，设计二维平台并运用ANSYS建立平台实体模型仿真分析其静、动态特性。 其次，根据所选压电陶瓷驱动器特性，结合定位系统要求，设计输出电压范围为-300V~+300V的电源，并采用在误差放大电路环节加入RC滞后补偿的方法，消除电路自激振荡带来的不稳定性，并提高电源频响特性。 最后，本文对影响定位平台精度的各项误差来源进行分析，，并对系统各主要组成单元进行实验及数据分析，在此基础上，集成定位系统实验装置，进行定位精度及稳定性实验，验证了平台的主要技术指标。 实验表明：研制的二维超精密运动平台在52μm行程内具有8nm的分辨率，集成的定位系统定位精度优于25nm。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH703
【目录】：

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1 朱煜,尹文生,段广洪;光刻机超精密工件台研究[J];电子工业专用设备;2004年02期

2 江溯，孙立宁，安辉，李国君;机构、驱动、检测一体化的压电陶瓷直线驱动模块的研究[J];哈尔滨工业大学学报;1998年02期

3 奚琳;余晓芬;范伟;;新型Nano-CMM二维定位平台研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2006年12期

4 宋文杰;;超磁致伸缩二维精密工作台研究[J];机电工程;2007年03期

5 赵克功,H.J.Buechner;无阿贝误差计量型原子力显微镜[J];计量学报;2002年02期

6 淳静,吴宇列,戴一帆,李圣怡;用于光纤对准的柔性铰链微位移机构[J];机械科学与技术;2004年12期

7 陈定方;舒亮;卢全国;陈敏;钟毓宁;;超磁致伸缩致动器建模与控制仿真[J];机械工程学报;2007年08期

8 段智勇,王庆康;新型纳米分辨率位移定位平移台的研制[J];纳米技术与精密工程;2005年03期

9 张强,胡松,姚汉民,刘业异;ASML公司光学光刻技术最新进展[J];微细加工技术;2002年03期

10 黄征;杨文莺;张建寰;;压电陶瓷动态驱动电源研究[J];厦门大学学报(自然科学版);2010年01期

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1 权哲浩;纳米级步进压电微动台结构设计与性能分析研究[D];天津大学;2007年

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1 付昌伟;基于ARM和DDS技术的压电陶瓷驱动电源设计[D];武汉理工大学;2009年

2 邹波;超磁致伸缩执行器自感知方法与实验研究[D];浙江大学;2010年

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1 李蓓;;保偏熔接机结构特点分析研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年01期

2 李金龙;赵立新;胡松;周绍林;;双工件台光刻机中的调平调焦技术[J];微纳电子技术;2010年08期

3 盛壮;唐小萍;胡松;李兰兰;谢飞;李金龙;徐锋;;基于模糊PID的光刻机同步扫描控制[J];微纳电子技术;2011年09期

4 刘德忠,许意华,费仁元,宇惠平,王波;柔性铰链放大器的设计与加工技术[J];北京工业大学学报;2001年02期

5 曹胜玉,辛洪兵;压电谐波电机单级杠杆式位移放大机构的有限元分析[J];北京工商大学学报(自然科学版);2005年03期

6 魏乐林,戴书华,杨大弘;大型机械平面度激光检测仪及精度分析[J];长春光学精密机械学院学报;1999年02期

7 陈本永;陈艇;张丽琼;张贵珍;;磁悬浮式微动工作台驱动方案的设计与实现[J];传感技术学报;2007年01期

8 姚军;软管灌装自动对位系统的研究[J];日用化学工业;2000年03期

9 朱维斌;李东升;;气体静压导轨气膜振动的数值模拟[J];测试技术学报;2009年02期

10 徐从裕;余晓芬;程伶俐;;圆筒型永磁同步直线电机偏心驱动模式下的纳米定位控制[J];电工技术学报;2010年06期

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1 滕伟;高青风;武鑫;柳亦兵;;超精密工作台多自由度运动控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年

2 徐杰;弓永军;张增猛;陈巨源;;压电驱动水压换向阀中放大机构的设计[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年

3 肖成榕;张建寰;;微位移机构及其控制技术研究现状和发展[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年

4 彭太江;伍晓宇;王红志;李积彬;梁雄;;超磁致伸缩驱动器研究与发展[A];2009年广东先进制造技术(佛山)活动周文集[C];2009年

5 彭太江;伍晓宇;王红志;李积彬;梁雄;;超磁致伸缩驱动器研究与发展[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年

6 陈立国;孙立宁;荣伟彬;谢晖;;MEMS器件微装配系统的设计与研制[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集（二）[C];2005年

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1 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年

2 钟俊;宏观尺度的纳米级定位控制技术研究[D];中国科学技术大学;2011年

3 罗红平;纳秒脉宽脉冲电化学微加工机床关键技术研究[D];湖南大学;2009年

4 贾晓辉;面向纳米压印光刻设备的精密定位工作台的设计方法与实验[D];天津大学;2010年

5 周擎坤;柔顺直线导向与缓冲机构设计问题研究[D];国防科学技术大学;2011年

6 魏巍;多流体混合微流控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

7 于海利;基于双频激光干涉测量的大行程纳米定位技术及其应用研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

8 柳华;一种新型红外傅里叶光谱仪全柔性动镜系统的仿真设计与分析[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

9 贾宏光;基于变比模型的压电驱动微位移工作台控制方法研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年

10 姜成山;转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2002年

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1 张斌;压电双晶片型微位移放大机构研究[D];河南理工大学;2010年

2 曹自然;大型板类零件孔形位尺寸检测系统[D];长春理工大学;2010年

3 张萍;激光合成波长干涉技术的信号处理方法研究[D];浙江理工大学;2010年

4 包丽雅;MEMS引信的微装配技术研究[D];沈阳理工大学;2010年

5 林子贺;基于压电陶瓷驱动的刀具磨损补偿系统的设计[D];大连交通大学;2010年

6 朱珠;压电陶瓷驱动器特性研究及二维微纳定位平台结构设计[D];浙江大学;2011年

7 张东;超分辨率图像重建算法研究[D];西安工业大学;2011年

8 赵玉博;基于DDS的压电陶瓷激励源设计[D];河北科技大学;2010年

9 胡磊磊;超精密加工中的刀具补偿驱动平台及熨压机构的研究[D];吉林大学;2011年

10 曹兰兰;基于半导体激光器干涉测量长度方法的研究[D];北京交通大学;2011年

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1 赵海涛;何忠波;李中伟;;超磁致伸缩驱动器磁路优化设计[J];兵器材料科学与工程;2008年05期

2 林伟;叶虎年;冯海;叶梅;;压电陶瓷致动器驱动电源的研究[J];微纳电子技术;2006年03期

3 张毅;王海涛;;基于S3C2410A的WinCE5.0下触摸屏驱动的实现[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2008年06期

4 宋仁旺;陈琳英;;微位移驱动器的控制模型及仿真技术研究[J];传感器与微系统;2007年01期

5 JesseRussell,李宝琨;磁致伸缩位移传感器的技术与创新[J];传感器世界;1997年11期

6 肖汉波;一种基于DDS芯片AD9850的信号源[J];电讯技术;2003年02期

7 周严,侯丽雅,章维一;波形和参数在线可编程的功率电源及其应用[J];电测与仪表;2004年01期

8 陈维山;赵学涛;刘军考;郝铭;;压电超声波马达发展现状及研究方向[J];电机与控制学报;2006年05期

9 孙宝元,钱敏,张军;机电耦合大于等于二次感生效应探析[J];大连理工大学学报;1999年02期

10 胡仁杰;高分辨率任意波形发生器的实现[J];东南大学学报(自然科学版);2002年04期

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1 孙乐;超磁致伸缩材料的本构理论研究[D];兰州大学;2007年

2 纪华伟;压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究[D];浙江大学;2006年

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1 武丹;超磁致伸缩执行器及其控制技术研究[D];大连理工大学;2000年

2 傅龙珠;稀土超磁致伸缩致动器的设计及实验研究[D];浙江大学;2003年

3 张凯军;超磁致伸缩电—机械转换器研究及应用[D];浙江大学;2003年

4 刘楚辉;基于超磁致伸缩材料的微位移致动器设计与研究[D];浙江大学;2004年

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1 田延岭;张大卫;闫兵;;二自由度微定位平台的研制[J];光学精密工程;2006年01期

2 王家畴;李昕欣;孙立宁;;硅基集成式微型平面纳米级定位平台控制[J];仪表技术与传感器;2009年S1期

3 卢清华;吴志伟;范彦斌;张宪民;;一种低成本微定位平台的设计与仿真[J];中国机械工程;2013年05期

4 王家畴;荣伟彬;李昕欣;孙立宁;;基于体硅工艺的定位平台制作工艺分析[J];光学精密工程;2008年04期

5 仉毅;马树元;张磊;;纳米精密磁悬浮二维定位平台的研究[J];微计算机信息;2010年01期

6 宫金良;张彦斐;胡光学;;含折叠梁型移动副的微定位平台刚度研究[J];机械设计;2012年08期

7 秦新燕;雷金;;磁悬浮定位平台的研究综述[J];机床与液压;2012年21期

8 王家畴;荣伟彬;李昕欣;孙立宁;马立;;基于体硅工艺的集成式定位平台[J];光学精密工程;2009年02期

9 陈立国;张洋;陈涛;荣伟彬;孙立宁;;多目标拓扑优化设计在纳米定位平台中的应用[J];压电与声光;2011年02期

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1 通讯员 杨立洋 李晓林;[N];新疆日报(汉);2009年

2 记者 孙振刚　杨立洋;[N];人民邮电;2009年

3 记者 吴亚东;[N];法制日报;2009年

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1 周振雄;多自由度精密磁悬浮定位平台的设计与研究[D];长春理工大学;2012年

2 李志鑫;超精密气浮定位平台动力学特性优化研究[D];华中科技大学;2008年

3 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年

4 张桂林;压电定位平台的建模与控制方法研究[D];山东大学;2013年

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1 张兴文;宏/微定位平台控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 贺瑶;微纳定位平台的迟滞非线性建模与控制技术[D];浙江大学;2013年

3 郑欢莹;纳米级微定位平台的设计和实验研究[D];天津大学;2012年

4 杨立斌;纳米级微定位平台的设计及实验研究[D];天津大学;2005年

5 宋钊;精定位平台中定位算法的研究与应用[D];北京邮电大学;2007年

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7 张洋;纳米定位平台的拓扑设计及其集成式闭环控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

8 黄朋涛;平面三自由度柔顺微定位平台结构与设计研究[D];山东理工大学;2012年

9 席龙泉;基于压电驱动的大行程完全解耦的二自由度微/纳定位平台的设计与研究[D];天津理工大学;2013年

10 宋宏鹏;二维平动并联微定位平台的结构设计与参数优化[D];山东理工大学;2010年

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本文编号：192140