功率放大器在壓電疊堆大力矩微位移平臺驅動中的應用
微位移(yi)定位工(gong)作平(ping)(ping)臺(tai)在光電子器件或集成電路加工(gong)以及生物醫學等領域有著(zhu)極其(qi)重要的作用(yong)。運用(yong)壓電疊堆設計(ji)制造(zao)的微位移(yi)定位工(gong)作平(ping)(ping)臺(tai)能(neng)提供大行程、大力矩、小體積(ji)和快速響應的工(gong)作特性,但(dan)是由于壓電材料(liao)帶來(lai)的滯后和蠕變非線(xian)性特點,導致在使用(yong)中受到一定的限制。本文運用(yong)Labview和Matlab軟件,對(dui)基于(yu)壓電疊堆的(de)大力矩微位(wei)移(yi)平臺(tai)進行驅動(dong)設(she)計,提高微位(wei)移(yi)平臺(tai)工作的(de)穩定性和定位(wei)精度。

微位移平臺驅動系統:

實驗設備:Labview、驅動信號調理電路、功率放大器、位移傳感器、采集信號調理電路和電源。
實驗過程:
微位(wei)移(yi)平(ping)臺(tai)系統運用位(wei)移(yi)傳感器測(ce)出(chu)微位(wei)移(yi)平(ping)臺(tai)的位(wei)移(yi)情況,經采集信(xin)號調理電路將信(xin)號轉(zhuan)化(hua)為Labview能識別的電壓信號,然后Labview根據預先設定的位移值經分析計算后,將分析結果輸出并經驅動信號調理電路和功率放大器變為位移平臺中壓電疊堆能取用的電壓。運用Labview強大的控制和計算分析功能,以及設計的簡便靈活,可以在實際中根據需要選用最合適的控制方式,實現微位移平臺快速準確的定位。
壓電疊(die)堆產生大(da)位移需要輸入電壓達(da)到200V,一般信號發生器或者電源都無法滿足要求,因此需要一款高速、寬頻帶、高電壓輸出的功率放大器。ATA-4052功率放大器能處理從直流到最高500kHz的信號,是一種高速、寬頻帶、高電壓輸出的雙極性功率放大器。電壓和電流可以正負極性自由地四象限輸出,所以對于電容性負荷、電感性負荷都能夠穩定動作。
高壓功率放大器的特點是(shi)高(gao)速、寬頻帶(直流(liu)-最高(gao)500kHz)、高(gao)上(shang)升速率;高(gao)電(dian)壓輸出最大300Vpp,可(ke)設置直流(liu)偏置,有良好的階躍(yue)響應,低輸出阻抗(kang);
實驗結果:
增量型PID的閉環(huan)驅(qu)動系統特性測試,方波響應結果:

正(zheng)弦波響應實(shi)測結果:

三角波響(xiang)應實測(ce)結果(guo):

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