實驗名稱：二維壓(ya)電平臺補償控(kong)制與實(shi)驗研(yan)究

　　研究方向：對(dui)研制(zhi)的(de)二(er)維壓電平(ping)(ping)臺進(jin)行補償(chang)控制(zhi)與(yu)實(shi)(shi)驗(yan)測試(shi)，首先通過電壓位(wei)移特(te)性(xing)測試(shi)、分(fen)辨力(li)(li)(li)(li)測試(shi)等開(kai)環(huan)實(shi)(shi)驗(yan)來(lai)獲得研制(zhi)的(de)二(er)維壓電平(ping)(ping)臺的(de)開(kai)環(huan)輸(shu)出特(te)性(xing)，檢驗(yan)其是否(fou)(fou)能實(shi)(shi)現快速響(xiang)應、正(zheng)負位(wei)移輸(shu)出、高分(fen)辨力(li)(li)(li)(li)等設(she)計(ji)目(mu)(mu)標；之(zhi)后根據提(ti)出的(de)遲滯動(dong)力(li)(li)(li)(li)學(xue)復合(he)(he)模型設(she)計(ji)前饋控制(zhi)器并通過實(shi)(shi)驗(yan)驗(yan)證前饋控制(zhi)器對(dui)遲滯的(de)補償(chang)能力(li)(li)(li)(li)，再結合(he)(he)PID控制(zhi)設(she)計(ji)閉環(huan)控制(zhi)系(xi)統(tong)，進(jin)行階(jie)躍響(xiang)應能力(li)(li)(li)(li)、定(ding)位(wei)能力(li)(li)(li)(li)、軌跡跟蹤能力(li)(li)(li)(li)等閉環(huan)實(shi)(shi)驗(yan)來(lai)檢驗(yan)二(er)維壓電平(ping)(ping)臺系(xi)統(tong)是否(fou)(fou)實(shi)(shi)現了高定(ding)位(wei)精度的(de)設(she)計(ji)目(mu)(mu)標。最后以微納刻劃為例(li)，展示二(er)維壓電平(ping)(ping)臺的(de)應用潛力(li)(li)(li)(li)。

　　實驗目的：驗(yan)證理(li)論模型和有限元(yuan)仿(fang)真分(fen)析的合理(li)性，獲(huo)取設計樣機的基本輸出性能。

　　測試設備：ATA-4052高壓功率放大器、信號(hao)處理器、電容(rong)位移傳感器、上下位機及A/D與D/A板卡等。

　　實驗過程：

　　圖1：樣機實驗系統

　　建立了如圖1所(suo)示的(de)實驗(yan)系統(tong)。該實驗(yan)系統(tong)包含上下位(wei)(wei)機(ji)及A/D與D/A板卡(ka)(ka)，ATA-4052高壓功(gong)(gong)率(lv)(lv)放大器，樣(yang)機(ji)，電容位(wei)(wei)移(yi)傳感器及其控制盒(he)。所(suo)用(yong)電容位(wei)(wei)移(yi)傳感器，其量程(cheng)分(fen)別為-25μm~25μm和-100μm~100μm，其靜態直線位(wei)(wei)移(yi)分(fen)辨率(lv)(lv)皆<0.001%，動態直線位(wei)(wei)移(yi)分(fen)辨率(lv)(lv)<0.002%。系統(tong)中(zhong)利(li)用(yong)上位(wei)(wei)機(ji)中(zhong)的(de)軟(ruan)件產(chan)生(sheng)用(yong)于驅(qu)動壓電致(zhi)動器的(de)激勵信號(hao)，利(li)用(yong)PCI-1721板卡(ka)(ka)D/A轉(zhuan)換(huan)后，再(zai)經ATA-4052高壓功(gong)(gong)率(lv)(lv)放大器進行放大后施加到(dao)壓電陶(tao)瓷上。壓電平臺產(chan)生(sheng)的(de)位(wei)(wei)移(yi)通過(guo)電容位(wei)(wei)移(yi)傳感器測量、信號(hao)處理器處理后被PCI-1716板卡(ka)(ka)采(cai)集(ji)進行A/D轉(zhuan)換(huan)，轉(zhuan)換(huan)后數(shu)據通過(guo)上位(wei)(wei)機(ji)中(zhong)的(de)軟(ruan)件進行存儲。

　　實驗結果：

　　進行二(er)維(wei)壓電(dian)平臺(tai)(tai)(tai)性(xing)能(neng)(neng)(neng)實(shi)驗，分(fen)別(bie)做位移輸(shu)出特性(xing)、位移分(fen)辨力、負(fu)載能(neng)(neng)(neng)力、二(er)維(wei)壓電(dian)平臺(tai)(tai)(tai)諧(xie)振(zhen)頻率(lv)等(deng)測試，實(shi)驗結果驗證了二(er)維(wei)壓電(dian)平臺(tai)(tai)(tai)正(zheng)負(fu)位移輸(shu)出輸(shu)出能(neng)(neng)(neng)力、高(gao)分(fen)辨力、一定的負(fu)載能(neng)(neng)(neng)力以及(ji)高(gao)諧(xie)振(zhen)頻率(lv)。

　　?功率放大器推(tui)薦：ATA-4052C

　　圖(tu)：ATA-4052C高壓功率放大器指標參數(shu)

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