實驗(yan)名稱(cheng)：PFSM反作用力補償消除的實驗(yan)研究

　　實驗(yan)目的(de)：主要介(jie)紹了所(suo)研(yan)制配備(bei)反作用力補(bu)償系統的(de)320mm口徑PFSM，通過搭建PFSM性能(neng)參(can)數和補(bu)償前后反作用力測試實驗(yan)平臺，在PFSM反作力動態耦(ou)合特性和補(bu)償消除研(yan)究的(de)基礎上開展了相關實驗(yan)研(yan)究。PFSM性能(neng)參(can)數實驗(yan)結(jie)果表明(ming)，所(suo)設(she)計配備(bei)反作用力補(bu)償系統的(de)320mm口徑PFSM滿足設(she)計指標(biao)要求(qiu)。

　　測試設備：高(gao)壓放大器、位置(zhi)傳感(gan)放大器、示波器、電子(zi)自準直儀(yi)和控制(zhi)系統等組成。

　　實驗過程：

　　搭建的(de)PFSM反(fan)作(zuo)用(yong)力(li)(li)測試實驗平臺，反(fan)作(zuo)用(yong)力(li)(li)補償(chang)系統(tong)對(dui)PFSM反(fan)作(zuo)用(yong)力(li)(li)消除效果的(de)測試原理如(ru)下圖(tu)1所示。

　　圖1：320mmPFSM反作用力補償消除測(ce)試原理示意圖

　　在驅(qu)動(dong)電壓幅(fu)(fu)值(zhi)為500V，驅(qu)動(dong)頻率分別(bie)為50Hz、80Hz、100Hz和(he)120Hz的(de)(de)(de)工況(kuang)下(xia)，補(bu)償后(hou)殘(can)余(yu)反作(zuo)用力(li)的(de)(de)(de)幅(fu)(fu)值(zhi)分別(bie)為3.69N、5.14N、8.04N和(he)11.13N，反作(zuo)用力(li)消除(chu)比(bi)例分別(bie)為82%、90.45%、89.78%和(he)90.14%，補(bu)償消除(chu)前(qian)后(hou)測試所得反作(zuo)用力(li)數據的(de)(de)(de)對比(bi)如圖(tu)(tu)5.17所示。圖(tu)(tu)2（a）~圖(tu)(tu)2（d）依(yi)次表示50Hz、80Hz、100Hz和(he)120Hz驅(qu)動(dong)頻率工況(kuang)下(xia)的(de)(de)(de)補(bu)償前(qian)后(hou)測試反作(zuo)用力(li)對比(bi)，圖(tu)(tu)例InitialReactionforce代表補(bu)償前(qian)的(de)(de)(de)反作(zuo)用力(li)數據，圖(tu)(tu)例Reactionforceaftercompensation代表補(bu)償消除(chu)后(hou)的(de)(de)(de)反作(zuo)用力(li)數據值(zhi)。

　　圖2：不同驅動頻率(lv)工況下(xia)補償前后反作用力測(ce)試結果對比(bi)

　　實驗結果：

　　圖3：補(bu)償前后反作用力(li)測試結果(guo)的(de)局部放大顯示對比

　　在(zai)80Hz和(he)100Hz驅(qu)動頻率工(gong)(gong)況(kuang)下，反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)局部(bu)放大對(dui)比(bi)顯示如(ru)圖3所示。實(shi)驗測(ce)試(shi)與基于(yu)壓電耦(ou)合(he)理論FE計(ji)算所得反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)補償(chang)消除比(bi)例的(de)差(cha)值分別為17%（@50Hz）、4.95%（@80Hz）、4.825（@100Hz）和(he)3.96%（@120Hz）。在(zai)低(di)頻驅(qu)動工(gong)(gong)況(kuang)下，實(shi)驗測(ce)試(shi)和(he)FE計(ji)算反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)補償(chang)效(xiao)果存在(zai)較(jiao)大差(cha)異(yi)，主要原因為補償(chang)后殘余反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)幅(fu)值較(jiao)小，與反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)測(ce)量系統中動態力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)背(bei)景(jing)噪(zao)聲反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)存在(zai)較(jiao)大的(de)耦(ou)合(he)干擾。隨著驅(qu)動頻率的(de)提高，測(ce)試(shi)所得殘余反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)幅(fu)值增(zeng)大，動力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)背(bei)景(jing)噪(zao)聲對(dui)反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)的(de)耦(ou)合(he)干擾影(ying)響降(jiang)低(di)，實(shi)驗測(ce)試(shi)與FE計(ji)算的(de)反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)補償(chang)消除比(bi)率基本相同。高頻驅(qu)動工(gong)(gong)況(kuang)下實(shi)驗測(ce)試(shi)和(he)FE計(ji)算存在(zai)的(de)微(wei)小差(cha)異(yi)，主要由反(fan)射鏡裝(zhuang)置和(he)反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)補償(chang)系統中心(xin)柔性鉸鏈(lian)的(de)加工(gong)(gong)精度誤差(cha)、驅(qu)動器(qi)制作(zuo)(zuo)(zuo)差(cha)異(yi)和(he)裝(zhuang)配誤差(cha)等引起。

　　反(fan)作用(yong)力(li)補(bu)償(chang)實(shi)驗測試結(jie)果表明，反(fan)作用(yong)力(li)補(bu)償(chang)系統可有(you)效消除PFSM反(fan)作用(yong)力(li)。因此，所設計的(de)大口徑PFSM反(fan)作用(yong)力(li)補(bu)償(chang)結(jie)構(gou)是(shi)有(you)效的(de)，所建立(li)的(de)反(fan)作用(yong)力(li)補(bu)償(chang)動態平衡條件是(shi)正(zheng)確的(de)。

　　電壓放大器(qi)推(tui)薦(jian)：ATA-2161

　　圖：ATA-2161高壓放大器指標參數

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