天津市自然科学基金(013605311)
- 作品数：10 被引量：65H指数：5
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- 相关机构：天津职业技术师范大学天津大学更多>>
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- 相关领域：机械工程金属学及工艺理学自动化与计算机技术更多>>
- 微定位工作台的非线性PID控制
- 2004年
- 为了消除压电陶瓷的迟滞、蠕变等非线性对定位精度的影响 ,采用了非线性PID控制算法来实现微定位工作台的实时控制。利用跟踪微分器对信号进行跟踪并得到其微分信号 ,提高了控制系统的鲁棒性。通过计算机仿真 。
- 阎兵田延岭张大卫
- 关键词：微定位工作台弹性铰链压电陶瓷非线性PID
- 精密磨床辅助工件平台的设计被引量：2
- 2003年
- 为补偿精密磨床砂轮的振动对加工精度的影响,设计了一台作为磨床辅助进给装置的微进给工件平台。该工作平台采用压电陶瓷作为驱动机构,弹性铰链作为预紧机构。为了避免压电陶瓷驱动器受到弯矩的作用,在压电陶瓷驱动器的顶部和动平台之间加了一个球形接头。利用弹性铰链的预紧力,实现驱动器和动平台之间的赫兹接触。高精度的电容式位移传感器用来测量动平台的实际输出并形成反馈控制系统。为了消除压电陶瓷的迟、蠕变等非线性,采用了非线性PID控制算法来实现微进给平台的实时控制。采用跟踪微分器对信号进行跟踪并得到其微分信号,提高了控制系统的鲁棒性。通过计算机仿真了所设计的微进给平台的特性和闭环控制算法的有效性。
- 田延岭张大卫闫兵
- 关键词：精密磨床砂轮弹性铰链压电陶瓷非线性PID
- 二自由度微定位平台的研制被引量：31
- 2006年
- 研制了一台压电陶瓷驱动和弹性铰链导向的一体化微定位平台,该微定位平台具有高刚度、高响应速度和高分辨率等优点。为了克服压电陶瓷驱动器伸长量较小的不足,采用杠杆放大机构增加微定位平台的位移输出。考虑驱动电路的影响,建立了微定位平台的机电耦合模型。通过试验研究了微定位平台的静动态特性,试验结果表明微定位平台的分辨率为5 nm,固有频率分别为143 Hz和180 Hz。该微定位平台可应用于纳米级的微定位。
- 田延岭张大卫闫兵
- 关键词：压电陶瓷驱动器动态性能
- 纳米级XY微定位平台的设计与研究被引量：5
- 2005年
- 为了实现二维平面纳米级定位,研制了一台压电陶瓷驱动和弹性铰链导向的一体化微定位平台。该微定位平台具有高刚度、高响应速度和高分辨率等优点。为了克服压电陶瓷驱动器伸长量较小的不足,采用杠杆放大机构增加微定位平台的位移输出。考虑驱动电路的影响,建立了微定位平台的机电耦合模型。通过试验研究了微定位平台的静动态特性,试验结果表明微定位平台的分辨率为5nm,固有频率分别为143Hz和180Hz。该微定位平台可应用于纳米级的微定位。
- 田延岭张大卫闫兵
- 关键词：压电陶瓷驱动器动态性能
- 超精密磨削微进给工件平台的研制被引量：9
- 2002年
- 采用弹性铰链作为预紧机构,采用压电陶瓷作动器作为驱动机构,设计了一种超精密磨削辅助工件平台。具有结构简单、位移分辨率高、动态响应速度快等优点。文中通过试验研究了其在开环和闭环控制下的静态和动态特性,结果表明,其中心部位静态刚度达到200N/μm,Z向的固有频率达到1289Hz。
- 阎兵田延岭张大卫张铁城
- 关键词：超精密磨削压电陶瓷驱动器静动态特性弹性铰链开环闭环
- 基于有限元分析的纳米级微进给平台设计被引量：8
- 2003年
- 设计了一种利用弹性铰链作为预紧机构、高精度滚动导轨作为导向机构的单PZT驱动的微进给平台。利用有限元方法对微进给平台的结构和静、动态特性进行了研究。在静态特性中着重分析了微进给平台的静态刚度,得出整个动平台的工作平面上的刚度分布图。在动态特性分析中着重研究了微进给平台的模态振型、固有频率和谐波激励响应,得出了激进给平台在动态激振力作用下的特性。最后分析了微进给平台工作平面上静态刚度和动态刚度变化很大的原因,并提出一些改进的措施。
- 阎兵田延岭张大卫张铁城
- 关键词：有限元分析弹性铰链静态刚度动态刚度
- 椭圆弹性铰链的设计被引量：3
- 2004年
- 为了得到一个结构紧凑无摩擦、无磨损且高效率的微进给装置,分析了具有任意角度椭圆凹槽弹性铰链的特性,得到其在不同载荷作用下刚度的封闭解析解,并讨论了弹性铰链的刚度随椭圆长短轴之比ε变化时的情况.当ε由1变化到无穷大时,即由圆形凹槽的弹性铰链经过椭圆凹槽的弹性铰链变化到矩形凹槽的弹性铰链,弹性铰链的刚度逐渐减小,由此引起的应力集中也逐渐减小,但是其运动精度也随之降低.此外,还利用有限元的方法对弹性铰链的刚度和运动精度进行了校验.
- 田延岭张大卫闫兵
- 关键词：静态刚度应力集中系数有限元超精密加工技术
- 三自由度纳米磨削微定位平台的运动学特性被引量：6
- 2006年
- 为了克服精密平面磨床进给系统分辨率低而难以实现纳米级磨削加工的不足,设计了一台三自由度微定位平台来实现纳米定位和振动误差动态补偿.该微定位平台采用3个高刚度压电陶瓷驱动器并联驱动,3个弹性铰链实现动平台的导向,利用3个高精度的电容式位移传感器测量动平台的实际位姿.为了深入研究三自由度微定位平台的运动学特性,分别利用欧拉角和RPY角描述动平台的姿态并基于空间解析几何理论,建立了微定位平台的正、逆解运动学模型,得到了传感器测量值和压电陶瓷驱动点的实际位移输出值间的映射关系,分析了不同姿态描述之间的内在联系,并研究了微定位平台受到压电陶瓷驱动器伸长量限制时的可达姿态空间.试验验证了三自由度微定位平台的特性和所建模型的正确性.试验表明该微定位平台的z向最大位移为12μm,章动角随进动角的不同而变化,最大可达130μrad.
- 田延岭张大卫闫兵
- 关键词：运动学
- 椭圆弹性铰链的特性分析被引量：1
- 2004年
- 对具有任意角度椭圆凹槽的弹性铰链的刚度进行了精确计算,得到其在不同载荷作用下刚度的精确解,并讨论了弹性铰链的刚度随椭圆长短轴之比变化时的情况。当椭圆的长短轴之比由1变化到无穷大时,即由圆形凹槽经过椭圆凹槽变化到矩形凹槽时,弹性铰链的刚度逐渐减小,由此引起的应力集中也逐渐减小,但是运动精度也随之降低。利用有限元方法对弹性铰链的刚度和运动精度进行了校验。
- 阎兵田延岭张大卫
- 关键词：弹性铰链静态刚度应力集中
- 三自由度微定位工作台的设计与特性分析被引量：3
- 2004年
- 设计一种用于平面磨削主动控制的新型数控微定位工作台。该工作台采用三个安装在底座上的压电陶瓷 (PZT)驱动器驱动动平台 ,三个圆形凹槽弹性铰链构成的弹性环节实现对压电陶瓷驱动器的预紧。为了提高定位精度采用三个高精度的电容式位移传感器用来测量动平台的输出 ,从而形成闭环控制系统。采用有限元分析软件ANSYS对微定位工作台的静、动态特性进行了数值分析。
- 闫兵田延岭张大卫
- 关键词：微定位工作台压电陶瓷驱动器弹性铰链
