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压电驱动在超精密加工领域的应用现状与发展趋势综述
1
作者 肖晓兰 林健鑫 +5 位作者 区楚塬 张锦河 郑美思 李享 秦岩丁 田延岭 《机电工程技术》 2024年第7期34-40,共7页
超精密加工中,为实现微/纳米级的加工精度,必须提供更高精度的驱动装置和控制技术。压电驱动具有精度高、振动频率高、力密度高、响应快、无电磁干扰、能断电自锁和优良的环境适应性等优点,被广泛应用在超精密加工领域,已成为超精密加... 超精密加工中,为实现微/纳米级的加工精度,必须提供更高精度的驱动装置和控制技术。压电驱动具有精度高、振动频率高、力密度高、响应快、无电磁干扰、能断电自锁和优良的环境适应性等优点,被广泛应用在超精密加工领域,已成为超精密加工技术中的一项核心关键技术。首先系统阐述了压电驱动技术的致动原理、分类和特点,对压电驱动的致动原理和发展现状进行了分析;然后从加工、定位和抑制振动3个方面介绍了压电驱动技术在超精密加工中的应用现状,最后对压电驱动技术的发展方向进行了讨论及展望。 展开更多
关键词 压电驱动技术 超精密驱动 超精密加工 驱动控制 驱动应用
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基于压电驱动的圆柱壳内振源振动传递控制
2
作者 贺佩韬 王双立 +2 位作者 耿小明 谢溪凌 张志谊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期246-251,共6页
针对圆柱壳内振源振动通过环形支承向壳体传递的问题,提出一种基于压电作动器的主被动支承隔振方案,并通过振源-主被动支承-壳体耦合系统进行振动控制分析。根据Flugge壳理论,采用波传播法建立圆柱壳体振动模型,同时采用有限元方法建立... 针对圆柱壳内振源振动通过环形支承向壳体传递的问题,提出一种基于压电作动器的主被动支承隔振方案,并通过振源-主被动支承-壳体耦合系统进行振动控制分析。根据Flugge壳理论,采用波传播法建立圆柱壳体振动模型,同时采用有限元方法建立振源及主被动支承的振动模型,最终使用子结构频响函数综合获得耦合系统振动模型。基于耦合系统模型和理想控制假设,在频域给出壳体振动可控性,并通过振源-主被动支承-壳体试验系统验证控制的有效性。仿真与试验结果表明,基于压电作动器的主被动隔振方案能显著降低壳体的宽带和线谱振动。 展开更多
关键词 主动控制 压电驱动 振动传递 圆柱壳体
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改进扩展Kalman滤波的显微视觉压电驱动定位
3
作者 杨柳 何贺 +1 位作者 程佳佳 李东洁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1868-1878,共11页
在显微视觉领域,压电驱动定位技术因其在微观尺度的高精度特性和灵活性备受关注。然而,由于定位过程中涉及图像处理、传输和控制等方面的时延,导致图像雅可比矩阵的估计会出现较大误差。因此,本文提出了一种改进扩展Kalman滤波算法用来... 在显微视觉领域,压电驱动定位技术因其在微观尺度的高精度特性和灵活性备受关注。然而,由于定位过程中涉及图像处理、传输和控制等方面的时延,导致图像雅可比矩阵的估计会出现较大误差。因此,本文提出了一种改进扩展Kalman滤波算法用来预测图像雅可比矩阵,大幅度降低时间延迟因素。首先,将辨识得到的Bouc-Wen模型与扩展Kalman滤波算法的状态观测方程相结合,使得状态观测方程更全面地考虑压电平台的迟滞非线性特性,有效地提高了对压电平台速度和位置的预测;其次,结合Bouc-Wen模型的扩展Kalman滤波算法在面对非线性问题时,采用的是泰勒级数,这将导致扩展Kalman滤波算法对高度非线性的函数无法提供良好的近似,从而导致在估计雅可比矩阵的时候引入较大的近似误差,故本文将采用神经网络对高度非线性函数进行近似,进而对图像雅可比矩阵进行估计。最后,通过搭建一个显微视觉的压电驱动实验平台,进行位置跟踪实验,仿真实验表明,输入信号分别为正弦信号和三角波信号时,改进扩展Kalman滤波算法跟踪误差均值分别为0.199μm和0.132μm,而扩展Kalman滤波算法的跟踪误差均值分别为0.692μm和0.513μm,结果验证了改进算法的优越性和可行性。 展开更多
关键词 扩展Kalman滤波 高度非线性方程 图像雅可比矩阵 显微视觉 压电驱动
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引信用双工形压电驱动器的设计及其驱动特性
4
作者 王旭建 王新杰 李峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期135-144,共10页
为实现引信安全系统状态的恢复功能,满足引信全域安全控制的需求,提出了一种双工形压电驱动器应用于机电安全系统中。首先,参考双足式压电驱动器并根据设计要求对双工形压电驱动器进行了结构设计,并分析了其工作机理。然后,对设计的双... 为实现引信安全系统状态的恢复功能,满足引信全域安全控制的需求,提出了一种双工形压电驱动器应用于机电安全系统中。首先,参考双足式压电驱动器并根据设计要求对双工形压电驱动器进行了结构设计,并分析了其工作机理。然后,对设计的双工形压电驱动器进行了结构优化,基于优化结果给出驱动足的运动轨迹方程,保证了驱动足形成类椭圆运动轨迹。接着,搭建了实验平台对双工形压电驱动器样机进行驱动特性测试分析,确定了最佳工作频率,并得到了双工形压电驱动器往返运动速度和激励电压峰峰值的关系曲线。最后,针对引信高冲击工作环境,提出双工形压电驱动器抗高过载措施,并对压电驱动器进行抗高冲击过载实验。结果表明:压电驱动器的运动速度与激励电压峰峰值呈正相关,且在频率为130 Hz的激励电压作用下,压电驱动器的运动速度最佳;双工形压电驱动器在20 kg冲击载荷作用下仍能正常工作,验证了抗高过载措施的有效性。进一步验证了双工形压电驱动器实现引信安全状态可恢复功能的可行性。 展开更多
关键词 压电驱动器 双工形 可恢复式引信 结构优化 驱动特性 抗高过载
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可调谐半导体激光器压电驱动系统的优化设计 被引量：1
5
作者 张萌 张松林 +2 位作者 刘玉为 刘时成 范鹏举 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期656-665,共10页
针对可调谐半导体激光器中普遍存在的输出光频率无跳模调谐范围小、扫描频率低、结构复杂等亟待解决的问题,研究了可调谐半导体激光器内部压电驱动系统的动力学特性。基于提高回转精度、降低轴心偏移量的设计目标,提出了一种多叶片并联... 针对可调谐半导体激光器中普遍存在的输出光频率无跳模调谐范围小、扫描频率低、结构复杂等亟待解决的问题,研究了可调谐半导体激光器内部压电驱动系统的动力学特性。基于提高回转精度、降低轴心偏移量的设计目标,提出了一种多叶片并联的星型柔性机构结构。基于Lagrange方程和Duhamel积分,分别建立了压电驱动系统的运动微分方程和振动方程,在此基础上建立了柔性机构的动力学模型并对其结构参数进行了优化。最后,搭建了压电驱动系统动态特性测试平台,测试了压电驱动系统的机械响应特性以及可调谐半导体激光器的输出光可调谐范围。实验结果表明,压电驱动系统一阶固有频率为2187 Hz,柔性机构最大轴心偏移量为0.947 mm。在可调谐半导体激光器无跳模调谐性能测试中,当调谐频率为20 Hz时,实现了103.5 GHz的无跳模调谐范围。 展开更多
关键词 压电驱动系统 柔性铰链 优化设计 可调谐半导体激光器
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一种基于压电驱动的扭转式MEMS电场传感器设计与仿真优化
6
作者 刘阳 饶宇飞 +6 位作者 李海峰 王誉铮 魏诗超 马斌 杨庆 柯锟 廖伟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第28期12211-12219,共9页
电力传感技术是实现新型电力系统数字化转型的关键,其中电场参量是重要的监测对象之一。提出一种基于压电驱动的扭转式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场传感器。该微机电系统电场传感器的通过驱动结构带动屏蔽电... 电力传感技术是实现新型电力系统数字化转型的关键,其中电场参量是重要的监测对象之一。提出一种基于压电驱动的扭转式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场传感器。该微机电系统电场传感器的通过驱动结构带动屏蔽电极在感应电极表面周期性振动实现电场的调制测量。其压电驱动结构为4个对称分布的L型压电悬臂梁,屏蔽电极和感应电极为两对交错耦合的梳齿电极构成。接着通过COMSOL仿真软件建立了结构的固体力学-静电耦合模型,计算了敏感结构的谐振频率和振动幅值。结果显示:结构的工作模态下的谐振频率可达到25047 Hz,在3 V的交流驱动电压下屏蔽电极末端位移为85.06μm。进一步通过参数扫描方式对敏感结构的关键参数进行仿真分析。优化了梳齿电极的长度、宽度、间距、个数等参数以及感应电极长度、感应电极宽度、梳齿电极的个数和感应电极间距。最后完成了传感器的测试。测试结果表明:该传感器的灵敏度为3.24 mV/(kV/m),测量误差最大仅为3.75%。 展开更多
关键词 微机电系统(MEMS) 电场传感器 压电驱动 COMSOL
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基于Maxwell模型的压电驱动系统前馈控制方法
7
作者 张萌 刘玉为 +1 位作者 吴垚 杨培基 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第5期174-183,共10页
为了提高外腔可调谐半导体激光器的测量精度,基于Maxwell模型提出了用于消除其压电驱动系统迟滞非线性的前馈控制方法.基于经典Maxwell力学模型,建立了描述非凸、非对称迟滞环的静态迟滞模型;根据频率与位移幅值的关系建立了率相关系数... 为了提高外腔可调谐半导体激光器的测量精度,基于Maxwell模型提出了用于消除其压电驱动系统迟滞非线性的前馈控制方法.基于经典Maxwell力学模型,建立了描述非凸、非对称迟滞环的静态迟滞模型;根据频率与位移幅值的关系建立了率相关系数矩阵,与静态迟滞模型耦合得到率相关迟滞模型,实现了不同频率下压电驱动系统迟滞非线性的精准预测;构建了迟滞逆模型,对压电驱动系统进行前馈补偿控制.实验结果表明,率相关迟滞模型具有较高的精度,1 Hz下模型均方根误差为0.049μm, 50 Hz下模型均方根误差为0.252μm.基于迟滞逆模型的前馈控制方法能够明显提高系统输出位移的线性度,增大线性度范围,线性相关系数R2由0.971 58提高到了0.999 77. 展开更多
关键词 压电驱动系统 前馈补偿 Maxwell模型 率相关 迟滞逆模型
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直升机后缘襟翼压电驱动机构伺服控制研究现状
8
作者 段锦帆 胡和平 +2 位作者 张仕明 高乐 姚佐聪 《中国科技信息》 2024年第1期38-43,共6页
后缘襟翼主动控制(ACF)技术是指通过内嵌于桨叶的压电驱动器驱动后缘襟翼高频偏转产生改变桨叶上的气动升力或力矩,从而改变旋翼气动载荷,实现高频振动的有效抑制。此方法相较于其他主动振动抑制技术,具有驱动功率小、输出位移大、质量... 后缘襟翼主动控制(ACF)技术是指通过内嵌于桨叶的压电驱动器驱动后缘襟翼高频偏转产生改变桨叶上的气动升力或力矩,从而改变旋翼气动载荷,实现高频振动的有效抑制。此方法相较于其他主动振动抑制技术,具有驱动功率小、输出位移大、质量轻、结构紧凑、易于维护等优势,因此是当前直升机主动振动抑制技术的主流方向之一。 展开更多
关键词 后缘襟翼 主动振动抑制 压电驱动器 伺服控制 直升机 高频振动 驱动功率 主动控制
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压电驱动系统迟滞非线性-机械振动复合控制方法
9
作者 张萌 刘玉为 +2 位作者 张松林 刘时成 范鹏举 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期156-165,共10页
针对压电驱动系统中普遍存在的非线性及振动问题,提出了一种基于力反馈和输入信号轨迹优化方法的复合控制方法。首先,构建了压电驱动系统的动力学模型,推导了压电驱动器输入电压与力传感器输出电压之间的传递函数。在此基础上,引入积分... 针对压电驱动系统中普遍存在的非线性及振动问题,提出了一种基于力反馈和输入信号轨迹优化方法的复合控制方法。首先,构建了压电驱动系统的动力学模型,推导了压电驱动器输入电压与力传感器输出电压之间的传递函数。在此基础上,引入积分环节,通过零极点的配置实现了系统阻尼比的主动控制,搭建了力反馈闭环控制系统。对输入信号激振机理进行了溯源分析,提出了基于最小加速度准则的输入信号轨迹优化方法。在此基础上,搭建了压电驱动系统复合控制平台,对控制效果进行了试验验证。试验结果表明,通过复合控制方法50 Hz时的压电驱动系统跟踪误差由9.33%下降为1.87%。与开环位移响应相比,系统跟踪精度提高了约4倍。与仅采用力反馈的闭环控制方法相比,系统跟踪精度提高了约1.6倍。 展开更多
关键词 压电驱动系统 迟滞非线性 机械振动 力反馈
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一种可驱动两种类型转子的环型压电驱动器
10
作者 李争 王海波 +2 位作者 王楷文 高帅 孙鹤旭 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第5期729-740,共12页
为了满足微电机的多向运动需求,研究了一种可双向运动的压电驱动器,并对其性能进行了设计和分析。该驱动器可以驱动直线型和圆筒型两种动子,适用于多种工作环境。首先阐述了压电驱动器的基本结构和原理,建立了驱动器模型,然后用有限元... 为了满足微电机的多向运动需求,研究了一种可双向运动的压电驱动器,并对其性能进行了设计和分析。该驱动器可以驱动直线型和圆筒型两种动子,适用于多种工作环境。首先阐述了压电驱动器的基本结构和原理,建立了驱动器模型,然后用有限元方法分析了压电驱动器的变形模式。经实验验证,压电驱动器的最佳工作频率为2.27 kHz,最佳驱动电压幅值为150 V。在该激励信号下,直线型压电驱动器的最大速度达到249 mm/s,最大负载能力为20 N。该压电驱动器能够实现双向运动和稳定输出。 展开更多
关键词 压电驱动 柔性铰链 压电叠堆 有限元分析 机械结构设计
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强电场下压电驱动器对拉索结构的振动控制
11
作者 龚义迪 《机械制造》 2024年第9期44-49,84,共7页
压电驱动器可以用于对拉索结构进行振动控制。在一些振动控制中,施加在压电驱动器上的电压较大,会造成强电场下压电材料的非线性行为。对强电场下压电驱动器对拉索结构的振动控制进行研究。首先设计一种通过模糊控制器对滑模控制中的切... 压电驱动器可以用于对拉索结构进行振动控制。在一些振动控制中,施加在压电驱动器上的电压较大,会造成强电场下压电材料的非线性行为。对强电场下压电驱动器对拉索结构的振动控制进行研究。首先设计一种通过模糊控制器对滑模控制中的切换增益进行自适应调节的自适应滑模控制。然后对滑模控制器中的隶属函数通过自适应神经网络进行优化,选取200组训练样本,训练100次,检验误差为0.04137。最后对强电场下拉索结构模型进行有限元分析,验证强电场对压电材料非线性行为的影响。不断调整外部扰动,观测面对不同程度外部扰动时强电场下拉索结构振动的变化及最终的控制效果。研究结果表明,在采用自适应模糊滑模控制后,拉索结构振动的峰峰值可以衰减72%左右。当外部扰动干扰幅度在1%以内时,对拉索结构振动情况的影响不大。当外部扰动干扰幅度达到20%时,采用自适应模糊滑模控制后,拉索结构振动的峰峰值依然可以衰减约35.8%,具有一定的快速性和自适应性。 展开更多
关键词 拉索结构 强电场 压电驱动器 振动 控制
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基于压电驱动的液压放大盲文触点设计与试验
12
作者 贺春山 刘金龙 +3 位作者 李沈芳 林佳颖 侯俊 田晓超 《机床与液压》 北大核心 2023年第4期99-102,共4页
利用液压放大原理实现较好的输出性能,设计一种基于压电驱动的液压放大柔性盲文触点装置。说明盲文触点装置的结构及工作原理,并对液压放大单元进行理论分析及参数化设计。利用MATLAB仿真分析得出位移放大倍数与流体腔的直径和高度的关... 利用液压放大原理实现较好的输出性能,设计一种基于压电驱动的液压放大柔性盲文触点装置。说明盲文触点装置的结构及工作原理,并对液压放大单元进行理论分析及参数化设计。利用MATLAB仿真分析得出位移放大倍数与流体腔的直径和高度的关系,利用激光测微仪测量压电振子和柔性薄膜触点在不同驱动电压下的输出位移,试验与理论分析相吻合,验证了理论分析的正确性。最后对装置进行测试,结果表明:当流体腔直径为20 mm、腔高为3 mm、充水量为0.9 mL、共振频率为317.5 Hz时,位移放大比为4.16,柔性薄膜触点位移为0.226 mm,可供盲人感知字符,验证了用压电驱动液压放大方式构造盲文柔性触点是可行的、有效的。 展开更多
关键词 压电驱动 液压放大 流体传动 共振
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压电驱动喷射点胶阀系统性能的仿真与实验 被引量：2
13
作者 邓珺珺 邓圭玲 +2 位作者 彭雯 周灿 李广 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第1期46-49,54,共5页
压电喷射阀因其高频、胶滴均匀以及可实现纳升量级的微量胶滴喷射,而被广泛应用于微电子封装。建立了压电喷射阀的机械系统动力学自动分析(ADAMS)仿真模型,基于模型定义流体动力学模型中喷针的运动,实验验证了仿真模型的合理性。通过实... 压电喷射阀因其高频、胶滴均匀以及可实现纳升量级的微量胶滴喷射,而被广泛应用于微电子封装。建立了压电喷射阀的机械系统动力学自动分析(ADAMS)仿真模型,基于模型定义流体动力学模型中喷针的运动,实验验证了仿真模型的合理性。通过实验和仿真,研究了喷射阀的动态性能和胶滴喷射的动态过程,分析了胶液填充速度对胶滴体积的影响规律。实验探究了不同行程下喷射阀的喷射性能,胶滴体积的一致性误差不超过±6%,绝对误差随行程增大而增大,当行程为0.06 mm时,相对误差不超过±3%。 展开更多
关键词 微电子封装 点胶技术 压电驱动 机械系统动力学自动分析 流体仿真
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多延时输入下压电驱动器迟滞建模及实验验证 被引量：1
14
作者 杨柳 石树先 李东洁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1501-1508,共8页
压电陶瓷驱动器(PEAs)是一种多用于在精密仪器仪表中实现高速、高精度定位的智能驱动器。然而,其自身存在迟滞、蠕变等非线性,尤其是迟滞特性严重影响了压电驱动器的的控制精度。针对迟滞建模中的不对称和速率相关问题,提出一种多延时输... 压电陶瓷驱动器(PEAs)是一种多用于在精密仪器仪表中实现高速、高精度定位的智能驱动器。然而,其自身存在迟滞、蠕变等非线性,尤其是迟滞特性严重影响了压电驱动器的的控制精度。针对迟滞建模中的不对称和速率相关问题,提出一种多延时输入Prandtl-Ishlinskii(MDPI)模型,基于传统PI模型引入了一组延时输入来描述迟滞的率相关特性,随后加入了偏移系数用于改善模型的非对称性。最后,在压电微运动平台上采集了1~100 Hz的1 V正弦信号实验数据,并与率相关PI模型和动态延迟PI模型进行了模型精度对比。实验结果表明,相比另外两个动态PI模型,该模型能够更准确地描述PEAs的动态特性和迟滞特性。在50 Hz和100 Hz下,MDPI模型最大绝对误差(MAE)分别为0.0815μm和0.1429μm,均方根误差(RMSE)分别为0.0095μm,0.0119μm。相较二者该模型均方根误差精度分别平均提高了72.46%和64.21%。 展开更多
关键词 压电驱动器 多延时输入 Prandtl-Ishlinskii 动态迟滞
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压电驱动技术研究进展与展望 被引量：6
15
作者 刘英想 邓杰 +2 位作者 常庆兵 张仕静 陈维山 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1045-1061,1239,共18页
压电驱动具有结构简单、构型多样、力密度高、精度高、响应快、断电自锁、无电磁干扰以及环境适应性好等突出优势,在超精加工、半导体制造、机器人、精密仪器、生命科学、航空航天和武器装备等领域均具有迫切的应用需求,已成为高端装备... 压电驱动具有结构简单、构型多样、力密度高、精度高、响应快、断电自锁、无电磁干扰以及环境适应性好等突出优势,在超精加工、半导体制造、机器人、精密仪器、生命科学、航空航天和武器装备等领域均具有迫切的应用需求,已成为高端装备向高精尖发展的一项核心技术。压电驱动技术可为高端装备的突破和发展提供坚实的基础,具有重要的科学意义和实用价值。首先,从高端装备发展对精密驱动技术的实际需求出发,系统阐述了压电驱动技术的定义、分类及特点;其次,介绍了压电驱动技术的研究现状,并对压电驱动技术的典型应用进行了概述和分析;最后,对压电驱动技术进行了讨论与展望。 展开更多
关键词 压电驱动技术 纳米级精密驱动 共振型压电驱动器 非共振型压电驱动器 超精密操控
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一种压电驱动的气动高速开关阀设计与仿真分析 被引量：2
16
作者 刘薇 度红望 +1 位作者 熊伟 袁婷婷 《液压与气动》 北大核心 2023年第12期75-80,共6页
针对传统开关阀响应慢、流量小的问题,提出一种压电材料驱动的气动高速开关阀。基于压电效应,结合锥阀阀芯结构,进行了压电阀开关阀的设计。采用有限元分析法,在Fluent中对阀进行了流场仿真,分析了该阀的结构合理性。利用AMESim对阀搭... 针对传统开关阀响应慢、流量小的问题,提出一种压电材料驱动的气动高速开关阀。基于压电效应,结合锥阀阀芯结构,进行了压电阀开关阀的设计。采用有限元分析法,在Fluent中对阀进行了流场仿真,分析了该阀的结构合理性。利用AMESim对阀搭建模型并进行特性仿真。仿真结果表明,该阀的响应时间为0.4 ms,最大流量约为68 L/min,流量与占空比变化曲线线性度大于88%,提出的压电驱动高速开关阀可以满足数字式气动控制的发展需求。 展开更多
关键词 高速开关阀 压电驱动 流场仿真 响应时间 流量特性
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等间距螺旋电极压电驱动器制备与静态性能测试
17
作者 张树良 刘永刚 +1 位作者 李海吉 王亚腾 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第2期313-319,共7页
基于阿基米德螺线方程提出一种等间距螺旋电极压电驱动器,该文分析了其电极结构与驱动原理,采用丝网印刷法对该驱动器螺旋电极进行了印制,并完成待测元件的制备。搭建了位移测试平台测试元件的静态性能,并对其静态的径向位移及平面扭转... 基于阿基米德螺线方程提出一种等间距螺旋电极压电驱动器,该文分析了其电极结构与驱动原理,采用丝网印刷法对该驱动器螺旋电极进行了印制,并完成待测元件的制备。搭建了位移测试平台测试元件的静态性能,并对其静态的径向位移及平面扭转角进行了研究。试验结果表明,直径25 mm、厚2 mm、电极宽0.6 mm、电极中心距1.2 mm的等间距螺旋电极压电驱动器在频率0.5 Hz、电压200 V的正弦激励信号作用下,径向峰值位移可达1.02μm,为传统电极压电元件的1.57倍,扭转角度可达0.12 mrad,与传统型压电驱动器相比,该元件具有较大的径向位移输出,且产生的扭转角度明显。 展开更多
关键词 等间距 螺旋电极 压电驱动器 制备 扭转角
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基于EUPI策略的压电驱动微动平台补偿控制
18
作者 朱梦迪 高金海 +1 位作者 秘丽霞 刘一帆 《机电工程技术》 2023年第8期38-42,48,共6页
压电驱动微操作提高柔性微操作器的实际定位性能。压电驱动微操作装置具有分辨率高、结构简单、体积小等优点,在集成电路制造和细胞操作领域得到了广泛的应用。在对压电驱动微操作装置的数据模型进行分析的基础上,提出了一种基于EUPI逆... 压电驱动微操作提高柔性微操作器的实际定位性能。压电驱动微操作装置具有分辨率高、结构简单、体积小等优点,在集成电路制造和细胞操作领域得到了广泛的应用。在对压电驱动微操作装置的数据模型进行分析的基础上,提出了一种基于EUPI逆模型和PID相结合的控制策略(EIPID)。为了验证提出控制策略的性能,基于TMS320F2812作为主控制芯片,设计并测试了硬件电路和软件程序。实验主要包含微动平台、EUPI模型、EUPI模型的仿真、EUPI逆模型、EUPI逆模型的仿真,以及前馈PID控制器设计、开环实验、闭环实验等过程。实验结果表明,基于DSP的EIPID控制器比EUPI逆控制器具有更好的轨迹跟踪性能。EUPI逆控制器的平均静态跟踪误差比为5.89%,而EIPID控制器的平均静态跟踪误差比为1.47%。因此,该方法具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 压电驱动微操作装置 定位控制 EIPID算法 DSP
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基于高斯过程的压电驱动系统磁滞特性建模
19
作者 黄鹏升 丁烨 《机械与电子》 2023年第12期3-9,共7页
针对压电陶瓷驱动系统输入与输出间的磁滞非线性关系,现有建模方法存在无法兼顾建模过程复杂度与模型通用性的问题。为此,提出了一种新的系统输入输出关系建模方法。首先,基于压电驱动器磁滞特性的率无关特点,建立了将磁滞特性与线性特... 针对压电陶瓷驱动系统输入与输出间的磁滞非线性关系,现有建模方法存在无法兼顾建模过程复杂度与模型通用性的问题。为此,提出了一种新的系统输入输出关系建模方法。首先,基于压电驱动器磁滞特性的率无关特点,建立了将磁滞特性与线性特性解耦的Hammerstein形式系统描述方法,以简化建模过程。在此基础上,基于高斯过程方法建立输入电压与输出位移及其一阶变化率间的统计描述,并导出磁滞特性模型;同时基于有源自回归模型对线性特性进行建模,并给出了相关的参数辨识流程。完整模型具有较高的通用性,可用于不同输入条件下。通过实际系统输出预测实验可以证明,所提方法可有效表征系统特性,输出预测误差控制在2%左右。与同类方法的对比实验则证明了所提方法在参数辨识效率与系统建模精度上均具有一定优势。 展开更多
关键词 压电驱动器 磁滞非线性 系统建模 高斯过程 有源自回归模型
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碳纳米管、二氧化钛及其混合填料补强RTV硅橡胶复合材料:机械性能和压电驱动性能
20
作者 田玉坤(编译) 《橡胶参考资料》 2023年第1期2-9,共8页
下一代橡胶复合材料需要使用纳米填料才能在柔性装置中实现高性能.在这种情况下,RTV硅橡胶因其易于加工、高柔韧性、低粘度以及高机械性能和电气性能而被认为是实现复合材料高性能的简单解决方案.此外,用于制备复合材料的纳米填料的性... 下一代橡胶复合材料需要使用纳米填料才能在柔性装置中实现高性能.在这种情况下,RTV硅橡胶因其易于加工、高柔韧性、低粘度以及高机械性能和电气性能而被认为是实现复合材料高性能的简单解决方案.此外,用于制备复合材料的纳米填料的性质也是决定复合材料整体性能的重要因素.这些纳米填料包括碳纳米管(CNT)、石墨烯、炭黑或二氧化钛.基于RTV硅橡胶和这些纳米填料的复合材料已广泛应用于涂料、医疗、驱动、能量收集和应变传感等领域. 展开更多
关键词 橡胶复合材料 RTV硅橡胶 纳米填料 二氧化钛 压电驱动 能量收集 应变传感 混合填料
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