基于雙壓電驅動宏微結合的納米定位臺研究.pdf

1、專業(yè)碩士學位論文論文題目基于雙壓電驅動宏微結合的納米定位臺研究研究生姓名朱玉龍指導教師姓名汝長海專業(yè)名稱機械工程研究方向跨尺度納米定位技術論文提交日期2013年4月基于雙壓電驅動宏微結合的納米定位臺研究中文摘要I基于雙壓電驅動宏微結合的納米定位臺研究中文摘要隨著科學技術的不斷發(fā)展，光電子、微機電、生物工程、納米材料等微觀領域的研究越來越深入，對定位精度的要求不斷提高，已進入微納米時代，同時提出了大行程的要求。大行程微納米定位臺的研究將促

2、進多門學科的進一步發(fā)展，具有重大的科學意義和廣泛的實用價值。本文針對微納米定位技術中大行程與高精度的矛盾，結合國家863重大項目“微細結構跨尺度高分辨層析成像與檢測系統(tǒng)”，研究了基于雙壓電驅動的宏微結合兩維納米定位臺。根據宏動臺的定位特點和要求，設計了宏動臺的定位方案及總體結構。由于該宏動臺正處于加工制造中，本文重點研究微定位系統(tǒng)。設計了以壓電陶瓷為驅動器的微定位工作臺，微動臺結構設計成雙柔性平行四連桿機構，用以消除耦合位移對定位精度的

3、影響。分析了壓電陶瓷的基本理論，重點研究了對微定位精度有著重要影響的壓電陶瓷蠕變和遲滯特性。通過實驗測得壓電陶瓷的蠕變和遲滯數據，利用MATLAB軟件對數據進行了擬合，得到了壓電陶瓷的遲滯函數模型，通過求逆方法，獲得遲滯的前饋控制算法。實驗證明，該算法將壓電陶瓷的遲滯減小到了5%以內。通過理論公式分析了柔性鉸鏈參數對轉動剛度的影響，根據實際確定的尺寸，計算柔性鉸鏈的轉動剛度為3.2144N.mrad。使用ANSYS軟件分析了微動臺模型的