导读:本文包含了压电工作台论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微定位,压电微动工作台,特性测试,动态迟滞建模
压电工作台论文文献综述
李尧[1]（2016）在《压电陶瓷驱动的微动工作台建模与控制研究》一文中研究指出微动工作台是超精密加工、精密驱动、精密测量等前沿学科研究中应必备的关键仪器设备。压电陶瓷由于具有压电效应,可以产生纳米级别的伸缩变形,目前广泛作为微动工作台的驱动器。然而压电式的微动工作台固有的迟滞特性、蠕变特性和动态特性严重影响了微动工作台的定位精度。本文主要以压电陶瓷作为驱动器,以柔性铰链作为支撑导轨的一体式的压电微动工作台作为研究对象,设计了压电微动工作台的上位机数据采集程序和控制软件,然后针对压电微动工作台的迟滞特性和动态特性进行建模和控制研究。具体的研究内容有以下几个方面：1.针对XP-611型压电微动工作台,搭建了压电微动工作台的的实验系统。实验系统由以下几个工作模块组成：位移传感模块、驱动电源模块、压电微动工作台、计算机机控制系统。2.在搭建的实验系统基础上,在Labview开发环境下编写了数据采集程序,对压电微动工作台的迟滞特性、动态特性和蠕变特性进行了测试分析。分析结果表明,压电微动工作台的蠕变特性对定位精度影响较小,在对定位精度要求不是极高的情况下蠕变特性可以忽略不予考虑。而迟滞特性和动态特性对于压电微动工作台的定位精度影响较大。当压电微动工作台工作在小范围慢速定位条件下迟滞特性和动态特性都体现的不明显,当工作在慢速定位条件下主要体现迟滞特性,动态特性表现不明显。而在大范围快速定位条件下,这时候动态特性和迟滞特性表现的较为严重,对定位精度影响极大。3.综合考虑微动工作台的动态特性和迟滞特性,建立了微动工作台的数学模型。其中迟滞特性建模采用PI模型,阈值采用非等分阈值法确定,权重系数首先在离线条件下拟合初载曲线进行辨识,然后在工作台工作条件下进行在线修正。动态特性建模采用二阶系统,其传递函数模型中的各参数通过频率分析法进行确定。通过精密微动实验平台,进行了二阶系统模型参数识别和PI迟滞模型参数识别。4.将具有快速响应特性的CMAC神经网络引入到压电微动工作台的控制中来,综合考虑CMAC神经网络控制和传统的PID控制,将二者相互结合,设计了压电微动工作台的CMAC-PID复合控制器。利用Matlab对PID控制和CMAC-PID复合控制分别进行了仿真。在Labview的开发环境下编写了压电微动工作台的上位机控制程序,分别对两种控制进行了跟踪实验对比。通过对仿真和实验数据的分析,得出CMAC-PID复合控制对于压电微动工作台的控制是有效的。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2016-04-01）
陈远晟,裘进浩,季宏丽[2]（2013）在《压电式二维微动工作台的迟滞补偿与解耦控制》一文中研究指出为了提高压电式二维微动工作台的定位精度,基于改进的Prandtl-Ishlinskii模型设计了前馈与解耦控制器,并结合反馈控制器开发了复合控制系统.在分析x与y方向电压与位移之间迟滞关系的基础上,前馈控制器通过改进的Prandtl-Ishlinskii模型描述迟滞的逆过程,分别补偿了x与y方向的迟滞.解耦控制器通过改进型Prandtl-Ishlinskii模型估算耦合位移值,修正驱动电压,抵消耦合效应引起的位移.复合控制系统结合了前馈与解耦控制器,并加入PID反馈控制进一步提高定位精度.实验结果表明:控制前,x方向与y方向定位误差的最大绝对值分别是4.16μm和4.18μm,而采用复合控制后定位误差的最大绝对值降为0.06μm和0.07μm.这种复合控制方法能够补偿压电式微动工作台的迟滞非线性,无需改变结构或更换零件就能减小耦合效应,有效地提高微动工作台定位精度.(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2013年03期）
孙成龙[3]（2012）在《基于神经网络的压电工作台的建模与控制》一文中研究指出近年来，随着工业领域如微型机械制造、超精密测量、超精密加工、集成电路制造、生物工程、医疗科学等众多领域的不断发展，与之相关的设备对定位行程和定位精度的要求越来越高，因此微定位技术一直是精密工程领域的研究热点之一。压电元件驱动的微定位器是目前常见的微定位设备，而压电工作台则属于其中一个典型的代表。压电工作台利用压电元件的压电效应或电致伸缩效应来实现微米甚至是纳米级的精准定位，大部分的压电工作台因其内部采用压电陶瓷迭堆和柔性铰链支承的组合一体式机械设计结构，所以具备微位移分辨率高、稳定性强、响应快、刚度大、可微小化等优点，而且由于它的硬件性，在闭环控制方面能够很好的与各种传感器、计算机、功率放大器等实现实物连接，再加上它的体积比其他的微位移定位器要小巧，所以在各个领域得到了很好的应用。但是陶瓷材料的一些特性缺陷造成了压电工作台的各种迟滞、蠕变、非线性，这降低了工作台的定位精度和动态响应速度，造成了一定的位移误差。为了获得满足要求的定位精度和动态响应速度，需要研究压电陶瓷的这些特性缺陷机理，设计与其相对应的控制模型和控制器。本论文基于刘向东教授等人提出的双Sigmoid激活函数思想，对MATLAB中的神经网络相关函数进行改编、封装，并利用改编好的的函数进行神经网络建模，分别研究了压电工作台的离线、在线模型，并根据研究出的模型设计了神经网络自适应控制器来提高压电工作台的定位精度，对设计的模型和控制器分别跟踪叁角波和复频波，来验证模型精度和控制器精度，实验效果良好。(本文来源于《青岛理工大学》期刊2012-06-01）
肖彦民[4]（2012）在《压电驱动型小型精密车床微进给工作台设计》一文中研究指出高新技术不断发展对制造技术提出了更高的要求，精密及超精密加工技术越来越受到人们的重视，高质量微进给系统是实现精密、超精密加工的关键。本文来源于河南省教育厅自然科学研究项目《微小精密车床开发研究》，结合现阶段小型精密车床的需求，设计了以压电陶瓷驱动器作为驱动元件，柔性铰链作为放大机构，以单片机作为核心的闭环控制系统的高刚度、高精度微进给工作台。本文主要工作及成果如下：(1)设计了基于压电驱动的微进给工作平台总体结构；(2)设计了两种微位移放大机构，并进行了测试。通过对放大机构进行有限元建模和静力学分析，给出了在不同电压驱动下放大机构的输出位移、力学性能和相应的刚度；(3)开发出以单片机为核心的闭环控制系统，以解决压电陶瓷迟滞、蠕变等非线性因素以及外界环境干扰对微进给工作平台造成的影响；(4)结合小型精密车床要求，进行了微进给工作平台性能测试实验，对整个工作平台及系统进行了静态、动态性能测试，对实验结果进行了分析。实验结果表明微动工作平台满足高精度、高刚度的要求，整个微进给工作台的分辨率为18nm，定位精度0.4m。(本文来源于《河南理工大学》期刊2012-04-01）
张栋,张承进,魏强,田艳兵,赵景波[5]（2012）在《压电工作台的神经网络建模与控制》一文中研究指出建立了压电工作台的神经网络在线辨识模型并设计了相应的自适应控制器以抑制压电工作台迟滞特性、蠕变特性及动态特性对其微定位精度的影响。采用双Sigmoid激活函数对神经网络激活函数进行了改进,同时分析了改进激活函数的神经网络模型与PI迟滞模型在迟滞建模上的异同。设计了基于改进激活函数的3层BP神经网络作为压电工作台的在线辨识模型,推导了网络权值、阈值及激活函数阈值修正公式。最后,基于神经网络模型设计了压电工作台的自适应控制方案,该控制方案利用另外一个神经网络来完成对PID控制器参数的自适应调整。实验结果表明:提出的神经网络在线辨识模型平均误差为0.095μm,最大误差为0.32μm;自适应控制方案跟踪叁角波的平均误差为0.070μm,最大误差为0.100μm;跟踪复频波的平均误差为0.80μm,最大误差为0.105μm。实验数据显示压电工作台的定位精度得到了有效提高。(本文来源于《光学精密工程》期刊2012年03期）
魏强,吴顺伟,曹会国,胡承忠,李现明[6]（2011）在《基于迟滞观测器的压电工作台自适应控制》一文中研究指出为提高压电陶瓷驱动的微定位工作台的精度和速度,设计了一种基于迟滞状态观测器的自适应控制系统.在分析压电陶瓷迟滞非线性特性和工作台结构的基础上,建立了压电工作台的动态迟滞模型.迟滞观测器用于估计由位移偏差、传递函数、迟滞变量和扰动而产生的不确定误差,对神经网络控制器的输出量进行补偿,使工作台的位移跟随参考值.基于李雅普诺夫稳定理论推导了迟滞观测器的自适应调节律.实验结果表明,采用带有迟滞观测器的自适应控制系统时,在30μm、1 Hz正弦信号作用下,工作台的平均定位误差从之前的0.39μm减小到了0.19μm,对迟滞特性的非对称拟合平均误差由0.42μm减小到0.22μm,在10μm阶跃输入时的平均定位误差从0.22μm减小到了0.13μm,稳定时间由0.19 s缩短为0.08 s,定位工作台的性能得到明显的改善,能够满足实验要求.(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2011年02期）
付春楠[7]（2010）在《基于压电驱动的摩擦式微位移工作台的研究》一文中研究指出精密制造测量和微操作技术日渐成为当今先进制造业的重要支撑技术,精密定位技术作为关键技术之一,在近代尖端工业生产和科学研究占有极其重要的地位,左右着各领域精密技术的发展。微位移控制系统是精密定位技术的研究基础,不断地研究开发新的可靠的可以满足多要求的微位移工作台对推动精密定位技术的广泛应用有着重大影响。本文设计了一种基于压电陶瓷驱动的摩擦式微位移工作台,它不仅可提供高精度、快响应的微位移,同时将微位移行程扩大到更大的范围(理论上行程无限制),承载能力也得到较大提高。首先,本文设计了一种微位移工作台,其主要依靠导向装置承载,摩擦驱动产生位移。该系统主要包括微位移工作台、压电驱动器驱动电源、控制计算机和激光干涉仪四部分,四者共同构成了一个闭环系统可满足较高精度的定位要求。文章通过结构力学理论和有限元方法分析了工作台核心部件之一的驱动机构,获得了该机构传动链的等效刚度和响应频率,提供了微位移工作台系统的静态特性。其次,依据工作台驱动系统的动力学特性,建立分析了动力学模型和方程,并分析系统驱动过程中存在的摩擦现象,建立了摩擦动力学仿真模型,研究了有关微位移工作台系统精度的主要因素,及其对系统动态性能的影响规律,从各个因素对系统特性影响的特点出发,获得工作台设计应用中主要参数的合理调整范围。再次,基于以上静动力学的研究分析,试制了微位移工作台实验系统,并对其实验结果与理论分析和仿真结果进行了比较,验证了静动力学分析的准确性。由此可以得出该研究方法对研究微位移工作台设计有一定的参考价值和指导意义。最后,分析了产生系统误差的除驱动机构之外的影响因素——压电陶瓷驱动器位移输出特性引起的误差、导向装置自身误差和系统阿贝误差等,同时提出了相应的处理方法来改善微位移工作台的系统精度。(本文来源于《大连理工大学》期刊2010-06-01）
魏强,胡承忠,张栋,张玉林[8]（2010）在《压电驱动微定位工作台的建模》一文中研究指出为提高压电陶瓷驱动的微定位工作台的模型精度,提出了一种基于动态递归神经网络的建模方法。压电陶瓷具有极高的位移分辨率,但存在着迟滞非线性。分析了压电陶瓷驱动器的结构和特性,利用动态神经网络的自反馈结构和自学习能力,建立起工作台的网络模型,通过在线调整模型结构和参数,减小了工作台的建模误差。测量工作台的定位数据对网络模型进行了训练,实验结果表明,当工作台最大行程为80μm时,平均定位误差0.07μm,最大误差0.09μm,比采用静态网络模型有了一定的提高。(本文来源于《压电与声光》期刊2010年02期）
张栋,张玉林,李现明,魏强[9]（2009）在《扫描电化学显微镜压电工作台的建模与控制》一文中研究指出为提高扫描电化学显微镜(SECM)微定位系统的运动定位精度,对其压电工作台的数学模型和控制器设计进行了研究。介绍了压电工作台的动态迟滞模型方程和采用Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞算子的动态迟滞模型,并在此基础上设计了压电工作台的复合控制方案。以CHI900B型扫描电化学显微镜的叁维压电工作台为实验对象,对动态迟滞模型的具体建模过程进行了阐述,并验证了控制器的性能。在100 V/s和900 V/s两种不同输入电压速率下进行运动定位实验,动态迟滞模型平均误差分别为0.08μm和0.11μm,精度明中显优于压电工作台的线性动态模型和PI迟滞模型。复合控制方案下,系统跟踪±400μm/s任意叁角波的平均误差为0.085μm,最大误差为0.105μm;跟踪复频波的平均误差为0.105μm,最大误差为0.115μm。控制效果较好。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2009年12期）
张栋[10]（2009）在《压电工作台微定位系统建模与控制技术》一文中研究指出在人类探究微观世界的过程中,微定位技术逐步发展起来。压电元件驱动的微定位器是目前常见的微定位设备,它利用压电元件的压电效应或电致伸缩效应来实现微米甚至是纳米级的精准定位,在微观检测、微机电系统加工等精密定位领域发挥着至关重要的作用。压电工作台属典型的压电元件驱动的微定位器,在扫描探针显微镜等仪器设备中应用较广。因其内部通常采用压电陶瓷迭堆和柔性铰链支承的组合一体式机械设计结构,使得压电工作台具有微位移分辨率高、稳定性强等优点。本文从系统和控制的角度出发,对目前应用越来越广泛的压电工作台微定位系统进行建模和控制技术研究。本文的研究结果具有一般性,保证了压电工作台的快速准确运动定位,可推广到目前常见的各种形式的压电工作台微定位控制系统设计中,主要工作概括如下:1.针对Tritor100型压电工作台,搭建了压电工作台微定位实验系统。2.建立了能够同时体现压电工作台动态特性和迟滞特性的动态迟滞模型结构方程,同时给出了动态迟滞模型结构方程中迟滞部分参数和动态部分参数的辨识途径。该动态迟滞模型结构方程易与现有的各种解析形式的迟滞模型相结合而变换出多种不同的形式。进一步,在介绍PI迟滞模型的基础上,建立了基于PI迟滞算子的动态迟滞模型。实验研究表明,基于PI迟滞算子的动态迟滞模型精度较高,受压电工作台运动定位速率变化影响小,为压电工作台控制系统设计提供了模型基础。3.在动态迟滞模型的基础上,设计了压电工作台的前馈与复合控制方案。将压电工作台的动态迟滞模型进行简单的求逆运算,即可得到压电工作台的动态迟滞逆模型前馈控制器。该开环控制器简单易行,不需要额外的位移传感器,适于压电工作台的快速运动定位,在定位精度要求不是很苛刻的情况下,是一种经济的选择。进一步,为弥补开环控制自身的不足,在动态迟滞逆模型前馈控制中加入了单神经元PID反馈控制,构成了压电工作台的复合控制方案。压电工作台的复合控制方案将动态迟滞逆模型前馈控制的优点和单神经元反馈控制的优点结合在一起,形成了互补:一方面,反馈控制的加入,消弱了前馈控制中建模误差等对定位精度的影响,提高了系统的自适应性;另一方面,前馈控制提高了反馈控制系统的快速性。4.在动态迟滞模型的基础上,设计了压电工作台的迟滞补偿控制方案。该方案的核心思想是:首先利用压电工作台的迟滞逆模型补偿掉压电工作台的迟滞特性,然后进行线性反馈控制器的设计。但通常迟滞非线性的补偿总存在一定的残差,加之其它一些不确定因素的影响,使得迟滞补偿后的线性系统参数受到较大干扰,因而为提高控制系统的性能,本文采用两种控制算法实现了迟滞补偿控制方案中的线性反馈控制器设计:一种为自校正PID控制器设计,另一种为滑模控制器设计。这两种反馈控制器在压电工作台的快速运动定位实验中均取得了满意的效果。5.为进一步探索压电工作台的建模和控制系统设计方法,设计了压电工作台的人工神经网络在线辨识模型和人工神经网络控制器。人工神经网络能够对一对一或多对一映射关系的非线性函数进行任意精度的逼近,却难以实现对具有多对多映射关系的非线性函数的逼近。压电工作台具有典型的迟滞特性,其输入输出体现出复杂的多对多映射关系,因此本文采用刘向东等人提出的双Sigmoid激活函数对传统人工神经元激活函数进行了改进,进而建立了压电工作台的人工神经网络在线辨识模型,该模型能体现压电工作台较多的特性信息,并从结构上与PI迟滞模型统一。实验表明该神经网络模型精度较高,且能在线动态调整。最后,基于该神经网络模型,设计了神经网络自适应控制器,控制效果较好。(本文来源于《山东大学》期刊2009-10-15）
压电工作台论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了提高压电式二维微动工作台的定位精度,基于改进的Prandtl-Ishlinskii模型设计了前馈与解耦控制器,并结合反馈控制器开发了复合控制系统.在分析x与y方向电压与位移之间迟滞关系的基础上,前馈控制器通过改进的Prandtl-Ishlinskii模型描述迟滞的逆过程,分别补偿了x与y方向的迟滞.解耦控制器通过改进型Prandtl-Ishlinskii模型估算耦合位移值,修正驱动电压,抵消耦合效应引起的位移.复合控制系统结合了前馈与解耦控制器,并加入PID反馈控制进一步提高定位精度.实验结果表明:控制前,x方向与y方向定位误差的最大绝对值分别是4.16μm和4.18μm,而采用复合控制后定位误差的最大绝对值降为0.06μm和0.07μm.这种复合控制方法能够补偿压电式微动工作台的迟滞非线性,无需改变结构或更换零件就能减小耦合效应,有效地提高微动工作台定位精度.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
压电工作台论文参考文献
[1].李尧.压电陶瓷驱动的微动工作台建模与控制研究[D].昆明理工大学.2016
[2].陈远晟,裘进浩,季宏丽.压电式二维微动工作台的迟滞补偿与解耦控制[J].纳米技术与精密工程.2013
[3].孙成龙.基于神经网络的压电工作台的建模与控制[D].青岛理工大学.2012
[4].肖彦民.压电驱动型小型精密车床微进给工作台设计[D].河南理工大学.2012
[5].张栋,张承进,魏强,田艳兵,赵景波.压电工作台的神经网络建模与控制[J].光学精密工程.2012
[6].魏强,吴顺伟,曹会国,胡承忠,李现明.基于迟滞观测器的压电工作台自适应控制[J].纳米技术与精密工程.2011
[7].付春楠.基于压电驱动的摩擦式微位移工作台的研究[D].大连理工大学.2010
[8].魏强,胡承忠,张栋,张玉林.压电驱动微定位工作台的建模[J].压电与声光.2010
[9].张栋,张玉林,李现明,魏强.扫描电化学显微镜压电工作台的建模与控制[J].仪器仪表学报.2009
[10].张栋.压电工作台微定位系统建模与控制技术[D].山东大学.2009