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本论文以压电陶瓷驱动的空间用精密微位移平台为研究对象,围绕平台轻型化、微型化和高精度定位等性能指标,进行了较系统全面的理论分析和实验研究,主要内容如下: 第一章分析了构成微位移系统的各个组成部分,包括驱动器类型、导轨形式、传感器型号及性能、控制策略等;回顾了精密定位微位移平台在国内外的发展历史和现状;结合空间用特点,确定了本项目平台的导轨形式和驱动器类型。 第二章设计了采用柔性铰链导轨和压电驱动器的空间用微位移平台,给出了平台柔性铰链等参数的计算公式和快速设计流程,并通过有限元分析法和实际样机验证了方法的有效性。通过理论分析及实验研究,掌握了压电驱动器的各项特性,研制了高精度直流式高压驱动电源。 第三章建立了微位移系统的控制系统,并得到了传递函数。采用改进的Preisach模型对压电驱动器的迟滞特性进行建模,得到了适合于计算机控制的数字积分公式和实验模型数据表格。并提出了一种基于迭代自学习控制(ILC)新颖的压电驱动器的电源线性化方法。 第四章介绍了两种对平台的开环精密定位控制方法,一种是基于迭代学习控制(ILC)的快速电压-位移线性化方法,另一种是基于修正的Preisach模型对迟滞进行建模的方法,并指出了他们各自应用场合和优缺点。研究了微位移系统的闭环精密定位控制方法。在分析讨论PID控制算法的基础上,利用改进的Preisach模型作为前馈环节,使得系统的动态响应特性得到较大的改善。并对超低频的外干扰信号激励下进行了精密定位控制,结果表明提出的控制算法具有较高的抑制干扰能力,能满足指定的定位精度要求。 第五章概括了本论文的主要工作,并展望了今后需要进一步开展的工作。