實(shí)驗(yàn)名稱：二維壓電平臺(tái)補(bǔ)償控制與實(shí)驗(yàn)研究

　　研究方向：對(duì)研制的二維壓電平臺(tái)進(jìn)行補(bǔ)償控制與實(shí)驗(yàn)測試，首先通過電壓位移特性測試、分辨力測試等開環(huán)實(shí)驗(yàn)來獲得研制的二維壓電平臺(tái)的開環(huán)輸出特性，檢驗(yàn)其是否能實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、正負(fù)位移輸出、高分辨力等設(shè)計(jì)目標(biāo)；之后根據(jù)提出的遲滯動(dòng)力學(xué)復(fù)合模型設(shè)計(jì)前饋控制器并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證前饋控制器對(duì)遲滯的補(bǔ)償能力，再結(jié)合PID控制設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)，進(jìn)行階躍響應(yīng)能力、定位能力、軌跡跟蹤能力等閉環(huán)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)二維壓電平臺(tái)系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)了高定位精度的設(shè)計(jì)目標(biāo)。最后以微納刻劃為例，展示二維壓電平臺(tái)的應(yīng)用潛力。

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>驗(yàn)證理論模型和有限元仿真分析的合理性，獲取設(shè)計(jì)樣機(jī)的基本輸出性能。

　　測試設(shè)備：ATA-4052高壓功率放大器、信號(hào)處理器、電容位移傳感器、上下位機(jī)及A/D與D/A板卡等。

　　實(shí)驗(yàn)過程：

圖1：樣機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

　　建立了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含上下位機(jī)及A/D與D/A板卡，ATA-4052高壓功率放大器，樣機(jī)，電容位移傳感器及其控制盒。所用電容位移傳感器，其量程分別為-25μm~25μm和-100μm~100μm，其靜態(tài)直線位移分辨率皆<0.001%，動(dòng)態(tài)直線位移分辨率<0.002%。系統(tǒng)中利用上位機(jī)中的軟件產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器的激勵(lì)信號(hào)，利用PCI-1721板卡D/A轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)ATA-4052高壓功率放大器進(jìn)行放大后施加到壓電陶瓷上。壓電平臺(tái)產(chǎn)生的位移通過電容位移傳感器測量、信號(hào)處理器處理后被PCI-1716板卡采集進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)通過上位機(jī)中的軟件進(jìn)行存儲(chǔ)。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　進(jìn)行二維壓電平臺(tái)性能實(shí)驗(yàn)，分別做位移輸出特性、位移分辨力、負(fù)載能力、二維壓電平臺(tái)諧振頻率等測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了二維壓電平臺(tái)正負(fù)位移輸出輸出能力、高分辨力、一定的負(fù)載能力以及高諧振頻率。

　　?功率放大器推薦：ATA-4052C

圖：ATA-4052C高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)

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