二维压电微动平台的研究
发布时间：2021-10-30 06:31
压电微动平台因其精度高、无摩擦、控制方法简单和结构紧凑等优点被广泛应用于精密驱动、精密定位、精密与超精密加工等领域。为满足航空航天领域光学稳像技术对微动平台提出的快速响应、抗过载、高功率体积比等要求,本文基于三角放大原理提出一种新型二维压电微动台,以叠层压电陶瓷为作动单元,在放大位移的同时具有精度高、响应快、分辨率高,双向输出特性对称的优点,具体研究工作如下:概述目前稳像技术及精密驱动器的发展现状,分析目前各类驱动器优缺点,指出压电微动平台用于航空航天领域光学稳像驱动装置的优势,并指出本文研究高动态性能、大行程的二维压电微动平台设计目标。介绍了压电材料的基本特性,并进行理论建模、机电特性分析、动态特性分析;针对本文使用的叠层压电陶瓷进行基本力学性能测试和参数标定。为提高行程和双向输出性能,提出了一种一维微位移双向压电作动器,建立静力模型,并利用有限元进行参数优化;样机的行程达105μm,位移分辨率为100nm,阶跃响应时间为毫秒级,双向输出性能对称,刚度与计算值的误差不超过22.6%。结合一维微位移双向压电作动器和柔性双平行四杆机构提出了一种二维压电微动平台,建立其静力、动力学理论模型...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FLIR主动式陀螺稳定成像仪
南京航空航天大学硕士学位论文(3) 解决长焦距摄像下图像失稳。监控系统中，大口径、长焦距的能扩大监测范围，但时，载体的运动距离也随焦距增加。而电子稳像的精度只与图像精度相关，与焦距无关[3]。国外的电子稳像技术研究的较早，通常应用于自动导航、导弹制导、交通道路监控等各领域[11]。图 1.3 所示为应用了电子稳像技术的美国捕食者无人机；电子稳像技术用于民用领较多，由于其体积小、价格低廉，被广泛应用于民用摄像系统中。近年来，电子稳像技术被泛应用于手持摄像设备，包括相机、摄像机、具有相机功能的手机等，手持设备会将手的抖传递到光学系统当中，如何增加稳像性能、减小稳像系统的质量和体积成为各厂商的研究对图 1.4 所示的新款谷歌 Pixel 手机都采用了电子稳像技术；国内，电子稳像技术起步较晚，春光机所开发了基于光学陀螺仪和电子技术船舶检测的设备稳像技术；上海联数科技有限公开发了前端设备和后端设备的电子图像稳定器，为后端设备提供清晰的视频输入。电子稳像技术稳像效果完全依赖于稳像算法。在复杂的环境中，算法对运动的估计存在差，降低稳像的效果[12]，在航空航天领域的摄像设备中难以达到非常好的稳像效果。
南京航空航天大学硕士学位论文(3) 解决长焦距摄像下图像失稳。监控系统中，大口径、长焦距的能扩大监测范围，但时，载体的运动距离也随焦距增加。而电子稳像的精度只与图像精度相关，与焦距无关[3]。国外的电子稳像技术研究的较早，通常应用于自动导航、导弹制导、交通道路监控等各领域[11]。图 1.3 所示为应用了电子稳像技术的美国捕食者无人机；电子稳像技术用于民用领较多，由于其体积小、价格低廉，被广泛应用于民用摄像系统中。近年来，电子稳像技术被泛应用于手持摄像设备，包括相机、摄像机、具有相机功能的手机等，手持设备会将手的抖传递到光学系统当中，如何增加稳像性能、减小稳像系统的质量和体积成为各厂商的研究对图 1.4 所示的新款谷歌 Pixel 手机都采用了电子稳像技术；国内，电子稳像技术起步较晚，春光机所开发了基于光学陀螺仪和电子技术船舶检测的设备稳像技术；上海联数科技有限公开发了前端设备和后端设备的电子图像稳定器，为后端设备提供清晰的视频输入。电子稳像技术稳像效果完全依赖于稳像算法。在复杂的环境中，算法对运动的估计存在差，降低稳像的效果[12]，在航空航天领域的摄像设备中难以达到非常好的稳像效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于灰色关联度的深切口椭圆柔性铰链稳健性优化设计[J]. 伍建军,黄裕林,谢周伟,吴小明. 组合机床与自动化加工技术. 2016(07)
[2]基于柔度比优化设计杠杆式柔性铰链放大机构[J]. 卢倩,黄卫清,孙梦馨. 光学精密工程. 2016(01)
[3]基于MEMS工艺的电热致动器研究进展[J]. 王振禄,沈雪瑾,陈晓阳. 半导体光电. 2015(03)
[4]菱形压电微位移放大机构的设计[J]. 黄卫清,史小庆,王寅. 光学精密工程. 2015(03)
[5]磁致伸缩换能器辐射板位移放大机构设计[J]. 汪建新,刘曜宁,张玲聪,尹潇靓. 机械设计与制造. 2015(03)
[6]深切口椭圆柔性铰链优化设计[J]. 卢倩,黄卫清,王寅,孙梦馨. 光学精密工程. 2015(01)
[7]基于柔性铰链杠杆放大机构的二维微位移平台设计[J]. 刘涛,张心明. 机械工程师. 2014(12)
[8]一种位移放大微动平台的设计和特性分析[J]. 李会文,吴晖辉,胡俊峰. 机床与液压. 2014(15)
[9]压电叠堆主动减振的神经网络PID实时控制[J]. 陈万华,王元兴,沈星,聂旭涛,黎壮声. 南京航空航天大学学报. 2014(04)
[10]两种典型柔性铰链导向机构的稳定性分析[J]. 王凯波,须颖,邵萌,陶先臣,安冬. 纳米技术与精密工程. 2014(02)
博士论文
[1]航空光电成像电子稳像技术研究[D]. 陈晓露.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[2]多模式压电直线电机的研究[D]. 王寅.南京航空航天大学 2013
[3]压电驱动器的迟滞非线性建模与控制[D]. 陈远晟.南京航空航天大学 2013
[4]微型飞行器电子稳像技术研究[D]. 李迪.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[5]光场成像技术研究[D]. 周志良.中国科学技术大学 2012
[6]压电陶瓷叠堆执行器及其系统的迟滞现象模拟、线性化及控制方法的研究[D]. 朱炜.重庆大学 2012
硕士论文
[1]基于特征提取的图像稳像算法研究[D]. 孙宇超.天津职业技术师范大学 2016
[2]基于压电材料的压电板主动控制研究[D]. 姚浩峰.吉林大学 2015
[3]直动式压电作动器及其在稳像系统中的应用研究[D]. 史小庆.南京航空航天大学 2014
[4]大口径高倍望远系统的机械稳像平台设计[D]. 王平宇.西安工业大学 2013
[5]二维并联压电微动平台的尺寸优化[D]. 郑邵雍.宁波大学 2013
[6]视频稳像技术研究[D]. 张淼.上海交通大学 2011
[7]空间用精密微位移平台的研究[D]. 黄金永.浙江大学 2004
本文编号：3466235
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FLIR主动式陀螺稳定成像仪
南京航空航天大学硕士学位论文(3) 解决长焦距摄像下图像失稳。监控系统中，大口径、长焦距的能扩大监测范围，但时，载体的运动距离也随焦距增加。而电子稳像的精度只与图像精度相关，与焦距无关[3]。国外的电子稳像技术研究的较早，通常应用于自动导航、导弹制导、交通道路监控等各领域[11]。图 1.3 所示为应用了电子稳像技术的美国捕食者无人机；电子稳像技术用于民用领较多，由于其体积小、价格低廉，被广泛应用于民用摄像系统中。近年来，电子稳像技术被泛应用于手持摄像设备，包括相机、摄像机、具有相机功能的手机等，手持设备会将手的抖传递到光学系统当中，如何增加稳像性能、减小稳像系统的质量和体积成为各厂商的研究对图 1.4 所示的新款谷歌 Pixel 手机都采用了电子稳像技术；国内，电子稳像技术起步较晚，春光机所开发了基于光学陀螺仪和电子技术船舶检测的设备稳像技术；上海联数科技有限公开发了前端设备和后端设备的电子图像稳定器，为后端设备提供清晰的视频输入。电子稳像技术稳像效果完全依赖于稳像算法。在复杂的环境中，算法对运动的估计存在差，降低稳像的效果[12]，在航空航天领域的摄像设备中难以达到非常好的稳像效果。
南京航空航天大学硕士学位论文(3) 解决长焦距摄像下图像失稳。监控系统中，大口径、长焦距的能扩大监测范围，但时，载体的运动距离也随焦距增加。而电子稳像的精度只与图像精度相关，与焦距无关[3]。国外的电子稳像技术研究的较早，通常应用于自动导航、导弹制导、交通道路监控等各领域[11]。图 1.3 所示为应用了电子稳像技术的美国捕食者无人机；电子稳像技术用于民用领较多，由于其体积小、价格低廉，被广泛应用于民用摄像系统中。近年来，电子稳像技术被泛应用于手持摄像设备，包括相机、摄像机、具有相机功能的手机等，手持设备会将手的抖传递到光学系统当中，如何增加稳像性能、减小稳像系统的质量和体积成为各厂商的研究对图 1.4 所示的新款谷歌 Pixel 手机都采用了电子稳像技术；国内，电子稳像技术起步较晚，春光机所开发了基于光学陀螺仪和电子技术船舶检测的设备稳像技术；上海联数科技有限公开发了前端设备和后端设备的电子图像稳定器，为后端设备提供清晰的视频输入。电子稳像技术稳像效果完全依赖于稳像算法。在复杂的环境中，算法对运动的估计存在差，降低稳像的效果[12]，在航空航天领域的摄像设备中难以达到非常好的稳像效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于灰色关联度的深切口椭圆柔性铰链稳健性优化设计[J]. 伍建军,黄裕林,谢周伟,吴小明. 组合机床与自动化加工技术. 2016(07)
[2]基于柔度比优化设计杠杆式柔性铰链放大机构[J]. 卢倩,黄卫清,孙梦馨. 光学精密工程. 2016(01)
[3]基于MEMS工艺的电热致动器研究进展[J]. 王振禄,沈雪瑾,陈晓阳. 半导体光电. 2015(03)
[4]菱形压电微位移放大机构的设计[J]. 黄卫清,史小庆,王寅. 光学精密工程. 2015(03)
[5]磁致伸缩换能器辐射板位移放大机构设计[J]. 汪建新,刘曜宁,张玲聪,尹潇靓. 机械设计与制造. 2015(03)
[6]深切口椭圆柔性铰链优化设计[J]. 卢倩,黄卫清,王寅,孙梦馨. 光学精密工程. 2015(01)
[7]基于柔性铰链杠杆放大机构的二维微位移平台设计[J]. 刘涛,张心明. 机械工程师. 2014(12)
[8]一种位移放大微动平台的设计和特性分析[J]. 李会文,吴晖辉,胡俊峰. 机床与液压. 2014(15)
[9]压电叠堆主动减振的神经网络PID实时控制[J]. 陈万华,王元兴,沈星,聂旭涛,黎壮声. 南京航空航天大学学报. 2014(04)
[10]两种典型柔性铰链导向机构的稳定性分析[J]. 王凯波,须颖,邵萌,陶先臣,安冬. 纳米技术与精密工程. 2014(02)
博士论文
[1]航空光电成像电子稳像技术研究[D]. 陈晓露.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[2]多模式压电直线电机的研究[D]. 王寅.南京航空航天大学 2013
[3]压电驱动器的迟滞非线性建模与控制[D]. 陈远晟.南京航空航天大学 2013
[4]微型飞行器电子稳像技术研究[D]. 李迪.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[5]光场成像技术研究[D]. 周志良.中国科学技术大学 2012
[6]压电陶瓷叠堆执行器及其系统的迟滞现象模拟、线性化及控制方法的研究[D]. 朱炜.重庆大学 2012
硕士论文
[1]基于特征提取的图像稳像算法研究[D]. 孙宇超.天津职业技术师范大学 2016
[2]基于压电材料的压电板主动控制研究[D]. 姚浩峰.吉林大学 2015
[3]直动式压电作动器及其在稳像系统中的应用研究[D]. 史小庆.南京航空航天大学 2014
[4]大口径高倍望远系统的机械稳像平台设计[D]. 王平宇.西安工业大学 2013
[5]二维并联压电微动平台的尺寸优化[D]. 郑邵雍.宁波大学 2013
[6]视频稳像技术研究[D]. 张淼.上海交通大学 2011
[7]空间用精密微位移平台的研究[D]. 黄金永.浙江大学 2004
本文编号：3466235
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