刚柔耦合定位平台设计及其增益调度控制

摘要：

机械导轨式直线定位平台在电子制造装备中具有广泛应用,然而受导轨摩擦的影响,其定位精度难以达到纳米量级,为此设计了一种刚柔耦合定位平台(RFCPS).通过引进弹簧钢片作为柔性铰链,以其弹性变形来补偿摩擦死区,并以单级驱动方式实现了纳米级定位精度.针对刚柔耦合定位平台在高速运动阶段和稳态定位阶段的不同的动力学特性,提出了基于位置指令的增益调度比例-比例积分(P-PI)控制,满足了刚柔耦合定位平台点到点定位的稳定性和快速性要求.同时,为了抑制柔性铰链的谐振,采用了品质因数和滤波幅值可调的陷波滤波器.实验结果表明,设计的平台可实现±50 nm的稳态定位精度,与传统的P-PI控制相比,所提出的增益调度控制使整定时间减少了30.25％,并具有更好的负载能力和鲁棒性.

关键词：精密定位平台、机械导轨、柔性铰链、增益调度控制、稳态定位精度

所属期刊栏目：47

分类号：TN05(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：577-584,592