壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器建模與控制

1、第21卷第6期2013年6月光學(xué)精密工程O(píng) p t i c s a n d P r e c i s i o n E n g i n e e r i n g V o l .21N o .6Ju n .2013收稿日期:2013-01-29;修訂日期:2013-03-15.基金項(xiàng)目:國(guó)家863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(N o .2009A A 042407文章編號(hào)1004-924X (201306-1503-07壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器建模與控制劉泊,郭建英,孫永全*(哈爾濱理工大學(xué)測(cè)控技術(shù)與通信工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱,150080摘要:考慮利用白光干涉儀進(jìn)行表面三維形貌測(cè)量時(shí)壓電陶瓷(P Z T

2、的蠕變效應(yīng)對(duì)微位移驅(qū)動(dòng)器位移精度的影響,提出了一種沿參考鏡光軸方向提高該驅(qū)動(dòng)器位移精度的方法。系統(tǒng)研究了該驅(qū)動(dòng)器的位移檢測(cè)回路、P I D 閉環(huán)控制以及蠕變補(bǔ)償控制;利用光電位置傳感器和光學(xué)杠桿調(diào)節(jié)位移檢測(cè)回路,將壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器微位移反饋至控制系統(tǒng),建立P I D 閉環(huán)控制。充分考慮了P Z T 蠕變特性對(duì)測(cè)量過(guò)程的影響,建立了"電壓蠕變"補(bǔ)償模型,實(shí)現(xiàn)了基于P I D 閉環(huán)控制與蠕變補(bǔ)償控制相結(jié)合的復(fù)合控制方法。利用X L -80激光干涉儀測(cè)量壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器在P I D 閉環(huán)控制和復(fù)合控制二種情況下的微位移,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示前者位移誤差為0.007m ,后者位移誤差為0.00

3、5m 。結(jié)果表明該方法可有效克服壓電陶瓷遲滯非線性和蠕變對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,滿足表面三維形貌測(cè)量的高精度要求。關(guān)鍵詞:壓電陶瓷;位移驅(qū)動(dòng)器;P I D 閉環(huán)控制;電壓蠕變補(bǔ)償中圖分類(lèi)號(hào):T P 273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A d o i :10.3788/O P E .20132106.1503M o d e l i n g a n d c o n t r o l f o r P Z T m i c r o -d i s p l a c e m e n t A c t u a t o r L I U B o ,G U O J i a n -y i n g ,S U N Y o n g -qu a n *(

4、C o l l e g e o f M e a s u r e m e n t C o n t r o l T e c h n o l o g y a n d C o m m u n i c a t i o n E n g i n e e r i n g ,H a rb i n U n i v e r s i t yo f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,H a r b i n 150080,C h i n a *C o r r e s p o n d i n g a u t h o r ,E -m a i l :s u n y o n g q

5、 u a n s i n a .c o m Ab s t r ac t :W h e n a w h i t e l i g h t i n t e r f e r o m e t e r i s a p p l i ed t o 3Ds u r f a ce m i c r o c o s m i c t o p o g r a p h i c m e a s -u r e m e n t ,t h e m e a s u r i n g a c c u r a c y i s ef f e c t e d b y t h e h y s t e r e s i s a n d c r e

6、e p i ng ph e n o m e n o n g e n e r a t e d b y t h e pi e z o e l e c t r i c a c t u a t o r s e r i o u s l y .T h e r e f o r e ,t h i s p a p e r p r o p o s e s a m e t h o d t o i m p r o v e t h e d i s p l a c e -m e n t a c c u r a c y o f t h e r e f e r e n c e m i r r o r a l o n gt h

7、 e o p t i c a l a x i s d i r e c t i o n .T h e p i e z o e l e c t r i c a c t u a t o r i s g i v -e n ,a n d i t s d i s p l a c e m e n t d e t e c t i n g c i r c u i t ,P I D c l o s e d l o o p c o n t r o l a l g o r i t h m s ,a n d c r e e p c o m p e n s a t i o n c o n t r o l a r e s

8、t u d i e d .F i r s t ,d i s p l a c e m e n t d e t e c t i n g c i r c u i t i s e s t a b l i s h e d b y a p o s i t i o n s e n s i t i v e d e v i c e a n d a n o p t i c a l l e v e r ,b y w h ic h t h e p i e z o e l e c t r i c c e r a m i c m i c r o -d i s p l a ce m e n t c a n b ef e d

9、 b a c k t o c o n t r o l t h e s y s t e m ,t h e n t h e P I D c l o s e d -l o o p c o n t r o l a lg o r i th mi s e s t a b l i s h e d .F u r t h e r m o r e ,t h e c r e e p i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f p i e z o e l e c t r i c c e r a m i c i s d i s c u s s e d d u r i n gt h e

10、 m e a s u r e m e n t .I n o r d e r t o e l i m i n a t e t h e c r e e p i n g p h e n o m e n o n a n d i m p r o v e m e a s u r e m e n t a c c u r a c y ,t h e “v o l t a g e c r e e p ”c o m p e n s a t i o n m o d e l i s p r o p o s e d .F i n a l l y ,a n i n t e g e r c o n t r o l s y s

11、 t e m b a s e d o n P I D c l o s e d -l o o p c o n t r o l a n d c r e e p c o m p e n s a t i o n c o n t r o l i s e s t a b l i s h e d .T h e m i c r o -d i s p l a c e m e n t o f t h e p i e z o e l e c t r i c a c t u a t o r i s m e a s u r e d b y a h i g h -p r e -c i s i o n X L -80l a

12、 s e r i n t e r f e r o m e t e r u n d e r t h e t w o c a s e s o f P I D c l o s e d -l o o p c o n t r o l a nd i n te g e r c o n t r o l .E x p e r i m e n t a lr e s u l t si n d i c a t et h a tt h ed i s p l a c e m e n te r r o rf o rt h ef o r m e ri s0.007m,a n dt h a tf o rt h el a t t

13、 e r i s0.005m,r e s p e c t i v e l y.T h i sm e t h o dr e d u c e st h ei n f l u e n c eo fh y s t e r e s i sa n dc r e e p i n go nm e a s u r e m e n tr e-s u l t s,a n dm e e t st h er e q u i r e m e n t so ft h r e e-d i m e n s i o n e ds h a p em e a s u r e m e n tf o rh i g ha c c u r

14、a c y.K e yw o r d s:p i e z o e l e c t r i cc e r a m i c s;d i s p l a c e m e n ta c t u a t o r;P I Dc o n t r o l;v o l t a g ec r e e pc o m p e n s a t i o n1引言微位移驅(qū)動(dòng)器能夠提供納米級(jí)的位移輸出,在光學(xué)工程、微電子工程、航空航天、生物工程、精密機(jī)械制造等領(lǐng)域有廣泛的需求和應(yīng)用1。壓電陶瓷(P Z T具有分辨率高、體積小、輸出力大、頻響高、不發(fā)熱和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),是微位移驅(qū)動(dòng)器的首選驅(qū)動(dòng)元件,在精密制造、精密測(cè)量中發(fā)揮

15、著關(guān)鍵作用2。但P Z T的遲滯、蠕變等非線性特性,使得測(cè)量精度降低,瞬態(tài)響應(yīng)速度變慢,嚴(yán)重影響微位移工作臺(tái)定位精度的提高3。利用前饋非線性遲滯模型的開(kāi)環(huán)控制方法,從數(shù)學(xué)角度逼近壓電陶瓷的遲滯特性曲線,是改善壓電陶瓷遲滯非線性的有效途徑之一,其關(guān)鍵是建立壓電陶瓷的電壓-位移數(shù)學(xué)模型。經(jīng)典的P r e i s a c h模型將具有局部記憶性的滯回發(fā)生器疊加,構(gòu)造具有全局記憶性的滯回發(fā)生器,描述P Z T驅(qū)動(dòng)器滯回曲線具有多極點(diǎn)的復(fù)雜過(guò)程4。P.G e在經(jīng)典P r e i s a c h模型的基礎(chǔ)上,建立了廣義P r e i s a c h模型5。賈宏光等提出了一種變比數(shù)學(xué)模型,它能夠較準(zhǔn)確地描述

16、壓電疊堆靜態(tài)內(nèi)、外環(huán)非線性曲線的關(guān)系6。G o l d f o r b等將驅(qū)動(dòng)器中預(yù)緊彈簧和輸出位移滑塊等高速運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了合理、有效的集成,基于M a x w e l l 建模機(jī)理準(zhǔn)確描述壓電疊堆非線性滯回特性7, B a n n i n gR進(jìn)一步提出了改進(jìn)模型,并導(dǎo)出相應(yīng)的數(shù)學(xué)微分方程8。模型復(fù)雜、解析困難和運(yùn)算量大成為開(kāi)環(huán)控制的主要缺陷,限制了其在綜合控制中的應(yīng)用9。基于位移反饋的閉環(huán)控制方法可避免建立復(fù)雜的前饋模型,是提高壓電陶瓷定位精度的又一重要途徑。朱猛采用顯微動(dòng)態(tài)散斑相關(guān)法研究了壓電陶瓷的壓電位移特性,并對(duì)其線性區(qū)間進(jìn)行標(biāo)定,簡(jiǎn)化了測(cè)量光路,提高了測(cè)量效率10。但是

17、基于位移反饋的閉環(huán)控制方法需借助精密測(cè)量?jī)x器檢測(cè)壓電陶瓷微位移,容易受到外部干擾,引起系統(tǒng)不穩(wěn)定,迫切需要提高微定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性和定位精度11。為了從根本上減小遲滯效應(yīng)對(duì)控制精度的影響,在探明P Z T內(nèi)在機(jī)理和動(dòng)力學(xué)特性的基礎(chǔ)上,K o o p s采用硬P Z T作為驅(qū)動(dòng)元件,雖然降低了非線性,但使蠕變?cè)龃?2。N e w c o m b等人使用電荷控制法,改善了壓電陶瓷的遲滯特性,但仍存在蠕變?cè)龃蟆⑿谐套冃?、響?yīng)速度變慢等問(wèn)題13。壓電陶瓷蠕變特性成為影響定位精度的另一關(guān)鍵因素,其大小隨材料特性而變化,有些材料達(dá)到20%以上14。范偉對(duì)壓電陶瓷微動(dòng)工作臺(tái)蠕變特性開(kāi)展試驗(yàn)研究,獲取其蠕變特性

18、曲線,找到了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器蠕變的規(guī)律,為進(jìn)一步修正和減少蠕變誤差、提高定位精度,提供了科學(xué)依據(jù)15。肖祥麗在利用原子力顯微鏡(A F M掃描圖像過(guò)程中,對(duì)掃描器中的壓電陶瓷采用分步補(bǔ)償?shù)姆绞窖a(bǔ)償其蠕變影響,減輕了掃描圖像的失真16。采用移相干涉儀(P S I、掃描探針顯微鏡(S P M、原子力顯微鏡(A F M等方法進(jìn)行三維表面測(cè)量,要求被測(cè)工件定位精確且穩(wěn)定17,消除或削減壓電陶瓷蠕變影響成為提高測(cè)量精度的關(guān)鍵一環(huán)。本文選用了WT Y D0808030P Z T微位移驅(qū)動(dòng)器,建立了一種位移反饋閉環(huán)控制和逆補(bǔ)償控制相結(jié)合的控制方法,提高了定位精度。該方法利用光學(xué)杠桿和光電位移傳感器(P S D

19、實(shí)現(xiàn)微位移檢測(cè),并構(gòu)建了微位移閉環(huán)反饋控制。在探明P Z T的蠕變規(guī)律的基礎(chǔ)上,建立蠕變補(bǔ)償模型,消除了P Z T蠕變效應(yīng)對(duì)微位移測(cè)量精度的影響。2測(cè)量系統(tǒng)及微位移驅(qū)動(dòng)器利用白光干涉技術(shù)進(jìn)行表面三維形貌測(cè)量時(shí),從參考鏡和被測(cè)工件表面反射回的光束在空間相互疊加產(chǎn)生干涉條紋。利用C C D攝像機(jī)接收干涉條紋圖像,送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,即獲取被測(cè)工件表面三維形貌,如圖1所示。P Z T驅(qū)451光學(xué)精密工程第21卷動(dòng)器帶動(dòng)參考鏡沿光軸方向作微納尺度線性移動(dòng),其位移定位精度是保證和提高測(cè)量精度的關(guān)鍵因素之一。然而,遲滯、非線性以及蠕變等P Z T 固有特性,卻嚴(yán)重影響其位移精度 。圖1測(cè)量原理F i

20、g .1M e a s u r e m e n t t h e o r y2.1微驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電源、P Z T 驅(qū)動(dòng)器和位移檢測(cè)裝置,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示 。圖2驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)F i g .2C o n f i g u r a t i o n o f d r i v e r s ys t e m 控制系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電源給P Z T 驅(qū)動(dòng)器提供高分辨力模擬電壓,驅(qū)動(dòng)P Z T 使參考鏡作精細(xì)定位運(yùn)動(dòng)。位移檢測(cè)裝置拾取P Z T 實(shí)際位移信息,并反饋至控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)將實(shí)際位移同預(yù)設(shè)的目標(biāo)位移作比較,依據(jù)比較結(jié)果調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓,最終使二個(gè)位移量達(dá)到同步一致。2.2微位

21、移檢測(cè)裝置準(zhǔn)確檢測(cè)P Z T 位移量是構(gòu)建P I D 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),而P Z T 位移只有納米級(jí),檢測(cè)困難。本文將穩(wěn)定光源固定于P Z T 上,把P Z T 驅(qū)動(dòng)器的位移轉(zhuǎn)化為光信號(hào)輸出,由位敏探測(cè)器(P S D 接收后再轉(zhuǎn)化為等價(jià)的電信號(hào)送至控制系統(tǒng)。微位移檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。考慮到P Z T 運(yùn)動(dòng)步長(zhǎng)應(yīng)與P S D 位置分辨力相匹配,利用光學(xué)杠桿將P Z T 微位移放大,使P S D 可識(shí)別P Z T 位移變化 。圖3位移檢測(cè)裝置F i g .3C o n f i g u r a t i o n o f d i s p l a c e m e n t m e a s u r e

22、m e n t e q u i pm e n t x 為光入射點(diǎn)距P S D 中點(diǎn)的距離:x =I 2-I 1I 2+I 1×L ,(1其中:I 1和I 2為兩極輸出電流,L 為P S D 的長(zhǎng)度。選取恰當(dāng)電阻R ,光點(diǎn)的位移量可以通過(guò)測(cè)量電壓的方法獲得:x =(I 2-I 1R (I 2+I 1R L =V 2-V 1V 2+V 1L ,(2其中:V 1和V 2分別為P S D 兩極輸出電流經(jīng)電路轉(zhuǎn)換后的輸出電壓。則P Z T 的實(shí)際位移量x 為:x =V 2-V 1V 2+V 1L ,(3其中:為光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)。3微位移驅(qū)動(dòng)器控制策略3.1P I D 閉環(huán)控制策略P I D

23、控制表示比例(P r o p o r t i o n a l 、積分(I n -t e gr a l 、微分(D i f f e r e n t i a l 控制,具有較好的魯棒性,在精細(xì)定位控制系統(tǒng)中被廣泛采用。P I D 閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)如圖4所示。X i n 是要求的位移,X o u t 是壓電驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際輸出位移。u 1是P I D 算法將X i n 與輸出值X o u t 的差值進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算后得到的控制電壓。將控制電壓u 1送至D /A ,經(jīng)D /A 轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生一個(gè)低電壓信號(hào),控制驅(qū)動(dòng)電源發(fā)出激勵(lì)信號(hào),使P Z T 產(chǎn)生伸縮變形。經(jīng)由A /D 和P S D 讀取P Z T 實(shí)

24、際微位移與設(shè)定值作比較,并進(jìn)行下一次P I D 控制,直至滿足精度要求,實(shí)現(xiàn)P Z T 驅(qū)動(dòng)參考鏡精細(xì)定位。控制電壓u 1為:u 1(k =K p e (k +K ikj =0e (j +K d e (k -e (k -1,(45051第6期劉泊,等:壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器建模與控制 圖4P I D 閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)F i g .4C o n f i g u r a t i o n o f P I D c o n t r o l l e r s ys t e m 其中:e (k 為第k 次采樣時(shí)的偏差,k =0,1,2,3,K i 為積分系數(shù),K d 為微分系數(shù)。對(duì)應(yīng)的增量式P I D 調(diào)節(jié)器輸出表

25、達(dá)式為:u 1(k =K p e (k -e (k -1+K i e (k +K d e (k -2e (k -1+e (k -2.(5采用增量式P I D 控制算法,可以有效改善積分飽和,減小系統(tǒng)超調(diào),縮短過(guò)渡過(guò)程實(shí)際,系統(tǒng)的總體動(dòng)態(tài)性能得到了很大改善。3.2電壓蠕變模型蠕變作為P Z T 的固有特性,其對(duì)P Z T 定位精度的影響不能忽略。對(duì)P Z T 驅(qū)動(dòng)器加以階躍輸入電壓,在其機(jī)械諧振所決定的時(shí)間尺度范圍內(nèi)產(chǎn)生瞬時(shí)階躍響應(yīng),通常為幾毫秒,然后是緩慢的蠕變響應(yīng)過(guò)程。通常認(rèn)為P Z T 的蠕變過(guò)程具有對(duì)數(shù)形式:L (t =L 01+l o g 10(t t 0,(6其中:L (t 為給定輸

26、入電壓時(shí)P Z T 總位移,L 0為給定輸入電壓t 0時(shí)間后P Z T 位移,為P Z T 蠕變系數(shù),t 0為瞬時(shí)階躍響應(yīng)時(shí)間,通常取t 0=0.1s ,t 為蠕變時(shí)間,t 0為t 的計(jì)時(shí)零點(diǎn)。當(dāng)施加輸入電壓t 0=0.1s 后,P Z T 進(jìn)入蠕變過(guò)程。蠕變率因輸入電壓不同而不同,甚至還與電壓歷程有關(guān)18。根據(jù)電能與機(jī)械能的逆變關(guān)系,可以認(rèn)為恒定的輸入電壓導(dǎo)致P Z T 產(chǎn)生一定的位移蠕變,而恒定的應(yīng)變也可以導(dǎo)致P Z T 電壓蠕變19。據(jù)此,電壓蠕變可以按照位移蠕變規(guī)律分析,電壓蠕變模型為:V (t =V 01+v l o g 10(t t 0,(7其中:V (t 為t 時(shí)刻的輸入電壓,V

27、 0為恒定應(yīng)變L 0對(duì)應(yīng)的輸入電壓,v 為電壓蠕變系數(shù)。V 0、v 和t 0依賴于P Z T 材料、實(shí)驗(yàn)條件、驅(qū)動(dòng)電壓的大小和速率等因素。由于壓電材料不同、P Z T 老化和實(shí)驗(yàn)條件不同,導(dǎo)致P Z T 蠕變公式中的3個(gè)模型參數(shù)不容易精確地確定,可通過(guò)最小二乘法獲得。3.3復(fù)合控制策略在P I D 閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上,利用蠕變模型進(jìn)行前饋控制,實(shí)現(xiàn)P I D 閉環(huán)控制與蠕變補(bǔ)償控制相結(jié)合的復(fù)合控制,可進(jìn)一步減小蠕變對(duì)參考鏡精細(xì)定位的影響,如圖5所示 。圖5復(fù)合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)F i g .5C o n f i g u r a t i o n o f i n t e g e r c o n t r o

28、 l s ys t e m 根據(jù)輸出位移的要求,利用電壓蠕變模型前饋控制得到控制電壓u 2,u 2與u 1相加得到最終的控制電壓u ,控制電壓u 控制驅(qū)動(dòng)電源發(fā)出激勵(lì)信號(hào),使P Z T 產(chǎn)生伸縮變形。4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析PZ T 微位移驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電源為080V 自制可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源,步進(jìn)值在0.11.0V 可調(diào)。微位移測(cè)量采用英國(guó)雷尼紹公司的X L -80圖6自動(dòng)測(cè)量流程F i g .6A u t o m e a s u r e m e n t pr o c e d u r e 6051光學(xué)精密工程第21卷激光干涉儀,線性測(cè)量位移分辨率為0.001m 。以40V 為起始電壓,預(yù)設(shè)位移步長(zhǎng)為/8=

29、536n m /8=67n m ,位移檢測(cè)裝置放大倍數(shù)設(shè)為10倍。利用激光干涉儀多次測(cè)量P Z T 微位移,取平均值。自動(dòng)測(cè)量流程如圖6所示,P I D 閉環(huán)控制與復(fù)合控制策略下的測(cè)量結(jié)果如表1所示,微位移特性曲線如圖7所示。表1兩種控制策略下P Z T 位移T a b .1P Z T d i s pl a c e m e n t u n d e r t w o c o n t r o l s t r a t e gi e s 序號(hào)預(yù)置位移/m P I D 閉環(huán)控制復(fù)合控制位移變化/m 實(shí)際電壓/V 位移變化/m 實(shí)際電壓/V 10.0000.00040.0060.00040.00420.06

30、90.07440.5890.07340.57930.1380.14541.1020.13241.05740.2070.21141.6980.21541.65850.2760.27942.2010.27842.15160.3450.35142.7120.34942.70270.4140.41843.2290.41543.21980.4830.48543.7790.48143.74990.5520.55444.3450.55944.305100.6210.62044.8300.62544.822110.6900.69345.2540.69245.29 4圖7兩種控制策略下微位移特性曲線F i g

31、.7M i c r o -d i s pl a c e m e n t c h a r a c t e r i s t i c c u r v e s u n -d e r t w o c o n t r o l s t r a t e gi e s 由圖7可知,兩種控制方法都有較好的定位精度,但復(fù)合控制下,P Z T 微位移特性曲線線性度優(yōu)于僅采取P I D 閉環(huán)控制策略的情況。P Z T 微位移誤差如表2所示,基于復(fù)合控制的位移誤差為0.005m ,基于閉環(huán)控制方法的位移誤差為0.007m ,且前者離散度較小,重復(fù)定位精度較高。表2P Z T 微位移誤差T a b .2E r r o r

32、o f m i c r o m e t r i c d i s p l a c e m e n t o f P Z T 序號(hào)誤差/m 復(fù)合控制P I D 閉環(huán)控制10.0000.00020.0030.00530.0050.00740.0020.00450.0040.00360.0010.00670.0010.00480.0040.00290.0040.002100.0040.001110.0020.003由圖6及表2可以發(fā)現(xiàn),對(duì)P Z T 進(jìn)行電壓蠕變補(bǔ)償改進(jìn)了其微位移特性曲線的線性度,可提高三維表面測(cè)量過(guò)程中P Z T 的定位精度。5結(jié)論提出PI D 閉環(huán)控制與電壓蠕變補(bǔ)償控制相結(jié)合的P Z

33、 T 微位移復(fù)合控制方法,位移誤差為0.005m ,實(shí)現(xiàn)了提高微位移工作臺(tái)定位精度的目的。根據(jù)電能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換關(guān)系,建立了“電壓蠕變”模型,用于微位移驅(qū)動(dòng)器前饋控制,削減P Z T 蠕變對(duì)位移精度的影響。利用P S D 和光學(xué)杠桿構(gòu)造位移檢測(cè)裝置,結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單。但需要克服P S D 測(cè)量精度受背景光、暗電流和光源等因素的影響。本研究成果不僅可用于P Z T ,還可用于改善鐵磁等其它智能材料的遲滯非線性和蠕變特性。參考文獻(xiàn):1孫立寧,榮偉彬,曲東升,等.基于微操作的大行程高分辨率旋轉(zhuǎn)微驅(qū)動(dòng)器的研究J .光學(xué)精密工程,2001,9(6:514-519.S U N L N ,R O N G W B ,Q I U D S H ,e t a l .R e -s e a r c h o n a l a r g e t r a v e l a n d h i g h r e s o l u t i o n r o t a r y7051第6期劉泊,等:壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器建模與控制 光學(xué) 精密工程 第 卷 ： ， ， （ ） （ ） 黃 戰(zhàn)華 ， 王小 軍 ， 等 顯微動(dòng)態(tài)散 斑 法 測(cè) 量 壓 朱猛， 電陶瓷位移特 征 曲 線 光 學(xué) 精 密 工 程 ， ， （ ） ： ， ， ， ， （