压电微夹钳的位移自感知反馈复合控制

发布时间：2017-07-29 19:04

  本文关键词：压电微夹钳的位移自感知反馈复合控制

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【摘要】：采用自感知方法获取压电微夹钳钳指位移,构成自感知反馈复合控制系统。根据反映钳指位移、表面电荷、夹持力、驱动电压之间关系的压电悬臂梁Smits方程,提出了基于电流积分的钳指位移自感知方法;引入死区算子对传统PI模型进行改进,建立了压电微夹钳钳指位移的迟滞模型;以对偏差的抛物线积分、对输出的先行微分分别代替常规PID控制器中的积分项和微分项,设计出了压电微夹钳的改进PID反馈控制器;将前馈控制器与PID反馈控制器相结合,并采用自感知反馈方式,设计出了压电微夹钳的闭环控制系统。实验结果表明:在自感知反馈复合控制作用下,压电微夹钳对5μm阶跃参考位移的响应时间为0.24 s,若不考虑噪声影响,稳态误差几乎为零;在最大位移为14.7μm的变幅值三角波参考位移以及最大位移为14.1μm的任意波形参考位移作用下,压电微夹钳的自感知反馈复合控制亦可取得良好的控制效果,其稳态误差中线在-0.02~0.04μm之间变化。自感知反馈控制的实验结果与传感器反馈控制基本相同,从而表明压电微夹钳的自感知反馈控制是有效的。
【作者单位】： 宁波大学机械工程与力学学院;
【关键词】： 压电微夹钳 自感知反馈 迟滞模型 前馈控制 PID反馈控制 复合控制
【基金】：国家自然科学基金(51175271) 浙江省高等学校中青年学科带头人学术攀登计划(pd2013091)项目资助
【分类号】：TP273
【正文快照】： 1引言随着微/纳米技术的发展,微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)和生物工程等领域的研究对象正朝着微细化方向发展。微夹钳作为微装配与微操作系统中的关键执行器,同操作对象直接接触,其性能对微装配和微操作任务的完成起着决定性作用[1]。在MEMS领域,微夹钳

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本文编号：590612