【摘 要】
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压电粘滑性驱动器具有长行程(无限行程或特定情况下受机械结构的限制)和高精度(几十纳米)的特点.摩擦在压电粘滑性驱动器中具有积极的作用.但在驱动器运行中,摩擦也可能造成"
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压电粘滑性驱动器具有长行程(无限行程或特定情况下受机械结构的限制)和高精度(几十纳米)的特点.摩擦在压电粘滑性驱动器中具有积极的作用.但在驱动器运行中,摩擦也可能造成"明显的"温度变化.在微运动中(范围通常5微米-10微米),该温度变化可能影响驱动器的精度.本文目的是研究压电粘滑性驱动器在运行中的温度变化及其对驱动系统运行性能(尤其是位移)的影响.为此,基于dSPACE和Matlab/Simulink开发了实时运动控制系统和温度/微位移测量系统.通过设计合理的滤波器和选择合适的高分辨率温度传感器,本文开发出的温度测量系统分辨率可达0.004℃.研究发现,压电粘滑性驱动器在持续运行中,温度升高可达0.4℃.进一步研究表明,在低压驱动时,该温度变化的确会影响该驱动器的运行性能,会造成驱动器位移一时间曲线非线性.因此,压电粘滑性驱动器应工作于较高驱动电压以减少长期运行中温度变化的影响.此外,研究还发现压电元件自热也是造成驱动系统温度升高的原因,而且自热引起的温度升高和粘滑运动造成的温度升高在同一数量级.为了更好的理解压电粘滑性驱动器的运动行为,本文还讨论了压力、驱动电压频率和幅值对驱动系统运行性能的影响.
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