二維微操作平臺(tái)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器矩陣法動(dòng)力學(xué)建模干擾觀測(cè)器自適應(yīng)

1、面向生物工程的精密定位機(jī)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)特性研究【摘要】 精密定位技術(shù)在一定程度上體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的制造水平和科技實(shí)力。隨著生物醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展,基于精密定位技術(shù)的顯微操作技術(shù)在細(xì)胞操作領(lǐng)域也得到了大力發(fā)展。由于細(xì)胞操作的特殊性,要求面向生物工程的精密定位系統(tǒng)應(yīng)具有毫米級(jí)的工作行程和亞微米級(jí)的定位精度。本文結(jié)合教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目“生物細(xì)胞顯微操作機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究”（No.20090095110012）和江蘇省高等學(xué)校研究生培養(yǎng)創(chuàng)新工程“微動(dòng)工作臺(tái)微位移檢測(cè)及誤差補(bǔ)償方法研究”（No.CX09B109Z）,在吸收和借鑒相關(guān)領(lǐng)域的新思路、新技術(shù)的基礎(chǔ)上,采取理論研究、有限元仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,

2、對(duì)壓電式微操作平臺(tái)系統(tǒng)的解耦型大行程微操作平臺(tái)的構(gòu)型設(shè)計(jì)、靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模技術(shù)、微操作平臺(tái)的控制技術(shù)等方面進(jìn)行了研究。緊密聯(lián)系面向生物工程的精密定位系統(tǒng)的技術(shù)需求,設(shè)計(jì)了一種新型基于直角柔性鉸鏈的集柔性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和橋式微位移放大機(jī)構(gòu)于一體的全對(duì)稱解耦型大行程二維微操作平臺(tái)。考慮到柔性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和橋式微位移放大機(jī)構(gòu)對(duì)二維微操作平臺(tái)的性能影響,根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,利用半結(jié)構(gòu)模型建立了柔性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的靜剛度模型,利用四分之一模型建立了橋式微. 更多還原【Abstract】 Precision positioning technology reflects the manufacturing le

3、vel andtechnology capabilities of a country. With the rapid development of biomedicalengineering, Micromanipulation technique based on precision positioningtechnology also greatly develops in the field of cell manipulation. Due to theparticularity of cell manipulation, the precision positioning syst

4、em for bioengineeringshould have millimeter working stroke and the displacementresolution to micron or submicron. Based on the Research Fu. 更多還原 【關(guān)鍵詞】 二維微操作平臺(tái)； 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器； 矩陣法； 動(dòng)力學(xué)建模； 干擾觀測(cè)器； 自適應(yīng)滑模控制； 【Key words】 two-dimensional microstage； piezo actuator； matrix method； dynamicmodel； distrubance o

5、bserver； adaptive sliding mode controll； 摘要 6-8 Abstract 8-9 Extended Abstract 10-18 圖清單 18-23 表清單 23-24 1 緒論 24-40 1.1 課題研究的背景和意義 24-25 1.2 微操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介 25-27 1.3 精密定位系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 27-36 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)方案 36-39 1.5 本章小結(jié) 39-40 2 面向生物工程的全對(duì)稱解耦型大行程二維微操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)與分析 40-60 2.1 引言 40-41 2.2 全對(duì)稱解耦型大行程二維微操作平臺(tái)設(shè)計(jì) 41-42 2

6、.3 柔性鉸鏈的力學(xué)性能分析 42-48 2.4 柔性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析 48-51 2.5 橋式微位移放大機(jī)構(gòu)理論分析 51-54 2.6 二維微操作平臺(tái)靜力學(xué)建模研究 54-58 2.7 本章小結(jié) 58-60 3 二維微操作平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)建模研究 60-82 3.1 引言 60 3.2 L a g ra n ge 形式的運(yùn)動(dòng)微分方程 60-63 3.3 基于有限元方法的柔順導(dǎo)向機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型 63-72 3.4 二維微操作平臺(tái)動(dòng)力學(xué)建模 72-80 3.5 本章小結(jié) 80-82 4 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的微操作平臺(tái)仿真研究 82-104 4.1 引言 82-83 4.2 A N SY S 軟件及

7、其仿真流程簡(jiǎn)介 83-84 4.3 二維微操作平臺(tái)有限元模型的建立 84-90 4.4 二維微操作平臺(tái)仿真分析 90-102 4.5 本章小結(jié) 102-104 5 壓電式二維微操作平臺(tái)控制技術(shù)研究 104-124 5.1 引言 104-105 5.2 壓電式微操作平臺(tái)數(shù)學(xué)建模 105-108 5.3 基于干擾觀測(cè)器和P ID 的雙回路控制策略研究 108-113 5.4 基于B o u c - W en 逆補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)滑模控制策略研究 113-122 5.5 本章小結(jié) 122-124 6 二維微操作平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究 124-148 6.1 引言 124 6.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 124-128 6.3 柔性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)靜剛度實(shí)驗(yàn) 128-130 6.4 橋式微位移放大機(jī)構(gòu)位移放大比實(shí)驗(yàn) 130-132 6.5 二