一种压电驱动器响应滞后特性辨识装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种压电驱动器响应滞后特性辨识装置与方法，包括悬臂梁、第一及第二复位弹簧、压电驱动器、锁紧机构、第一及第二激光位移传感器、压电放大器、信号发生器、A/D转换数据采集卡和计算机；通过信号发生器产生不同频率的正弦波和三角波激振信号，经过压电放大器后输出到压电驱动器，激励带有单自由度柔顺铰链的悬臂梁产生微小运动，将激光位移传感器检测的位移信号与信号发生器产生的信号经过A/D转换数据采集卡进行A/D转换后输入计算机，通过计算机处理相应的辨识算法，辨识出信号发生器的激励信号和激光位移传感器测量的输出信号之间的滞后关系，得到不同频率压电驱动器的滞后特性。

Device and method for identifying response hysteresis characteristic of piezoelectric actuator

The invention discloses a piezoelectric drive device and method for the identification of the characteristic response lag, including cantilever beam, the first and two reset spring and a piezoelectric actuator, a locking mechanism, the first and the two laser displacement sensor, piezoelectric amplifier, signal generator, A/D conversion data acquisition card and computer; produce different frequency sine wave and triangle wave excitation by the signal generator, through the piezoelectric amplifier output to the piezoelectric actuator, generating micro cantilever beam excitation with single degree of freedom compliant hinge, the displacement signal and the signal generated by the signal generator of laser displacement sensor detection after A/D conversion data acquisition card A/D conversion input computer through computer processing the corresponding identification algorithm, identify the excitation signal and the laser displacement sensor to measure the output signal of the signal generator Hysteresis characteristics of piezoelectric actuators with different frequencies are obtained.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性结构振动分析
，具体涉及一种压电驱动器响应滞后特性辨识装置与方法。
技术介绍
传统丝杠机构一直用于实现一个精密定位运动。然而，传统的机构受到一些不利因素的影响，如侧隙、间隙、摩擦、磨损，这些都损害系统的定位精度。对于微纳定位系统，需要微米或纳米的分辨率和精度，作为典型的超高精度定位设备，压电驱动是一种广泛应用的手段，涉及到扫描探针显微镜，光刻制造，精密检测与精密操作等设备与相关领域。压电驱动器包含压电堆形式，压电片，压电薄膜等。压电微纳定位系统一直展现出低阻尼，这会引起结构的振动问题。另外，压电驱动器的压电滞后和漂移作用的非线性把非线性因素引入系统，滞后是在压电驱动器施加电压和输出位移之间的非线性关系，严重时，将引入高于10～15％行程的开环定位误差。而且，输出信号取决于输入信号的频率，当输入信号的频率变化时，误差也相应地变化。因此，在精密定位与操作过程中压电驱动器的时滞特性应该辨识清楚，以便通过控制手段予以克服。常用位移传感器包括电容传感器、光学传感器、应变传感器和电感传感器等。光学传感器能够实现大范围的高分辨率测量。常用的光学传感器包括激光干涉仪和激光位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电驱动器响应滞后特性辨识装置，其特征在于，包括悬臂梁、第一及第二复位弹簧、压电驱动器、锁紧机构、第一及第二激光位移传感器、压电放大器、信号发生器、A/D转换数据采集卡和计算机；所述悬臂梁一端通过单自由度弯曲柔顺铰链固定，另一端为自由端；所述压电驱动器及锁紧机构安装在悬臂梁的一侧，通过调整锁紧机构使压电驱动器与悬臂梁压紧；所述第一及第二复位弹簧固定在悬臂梁的另一侧，第一及第二激光位移传感器与第一及第二复位弹簧位于同一侧，分别用于测量对应压电驱动器驱动点的横向位移信号及悬臂梁自由端产生的位移；所述信号发生器通过A/D转换数据采集卡与计算机连接，所述信号发生器产生不同频率的正弦波和三角波激振信...

【技术特征摘要】
1.一种压电驱动器响应滞后特性辨识装置，其特征在于，包括悬臂梁、第一及第二复位弹簧、压电驱动器、锁紧机构、第一及第二激光位移传感器、压电放大器、信号发生器、A/D转换数据采集卡和计算机；所述悬臂梁一端通过单自由度弯曲柔顺铰链固定，另一端为自由端；所述压电驱动器及锁紧机构安装在悬臂梁的一侧，通过调整锁紧机构使压电驱动器与悬臂梁压紧；所述第一及第二复位弹簧固定在悬臂梁的另一侧，第一及第二激光位移传感器与第一及第二复位弹簧位于同一侧，分别用于测量对应压电驱动器驱动点的横向位移信号及悬臂梁自由端产生的位移；所述信号发生器通过A/D转换数据采集卡与计算机连接，所述信号发生器产生不同频率的正弦波和三角波激振信号，经过压电放大器后输出到压电驱动器，激励悬臂梁产生横向运动位移，第一及第二激光位移传感器测量悬臂梁产生的横向位移经过A/D转换数据采集卡输入计算机。2.根据权利要求1所述的一种压电驱动器响应滞后特性辨识装置，其特征在于，所述锁紧机构采用丝杠螺母结构。3.根据权利要求1所述的一种压电驱动器响应滞后特性辨识装置，其特征在于，悬臂梁的刚度大于单自由度弯曲柔性铰链的刚度。4.根据权利要求1所述的一种压电驱动器响应滞后特性辨识装置，其特征在于，所述激光位移传感器由激光探头、激光位移传感器控制器及延长电缆构成。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志成，张宪民，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44