基于FPGA的大功率压电陶瓷数字驱动电源设计

目前叠堆型压电陶瓷最高能够产生70kN的推力,且具有纳米级的精密定位.为提高压电陶瓷驱动电源的输出性能和精确度,提出了一种基于FPGA的大功率高精度压电陶瓷数字驱动电源的设计,具有100倍固定输出增益.该驱动电源以FPGA作为控制核心,采用半桥逆变的电路拓扑,同时引入闭环控制调节输出电压.在等效电容为5 μF的压电陶瓷...     

压电陶瓷驱动平台自适应输出反馈控制

压电陶瓷驱动平台的精度和动态特性主要取决于所设计的控制器是否可以有效地补偿压电陶瓷固有的迟滞特性. 针对这一问题, 提出了一种基于神经网络 (Neural network, NN)的自适应输出反馈控制策略. 为了避免压电陶瓷速度测量噪声的影响, 采用高增益观测器对压电陶瓷平台的速度状态进行估计; 为了克服压电陶瓷的迟滞非线性特征, 采用神经网络动态补偿策略; 针对神经网络逼近误差和观测器估计误差, 控制器设计中增加了鲁棒控制项. 最后应用Lyapunov 稳定性理论证明了所提出的控制器的收敛性问题. 仿真实验表明了所提控制方法的有效性.     

一种基于MEMS技术的压电微泵的研究

介绍了一种基于MEMS技术的压电微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜,使用了一个主动阀和一个被动阀,并利用压电双晶片作为驱动部件。压电双晶片和PDMS泵膜的组合可以产生较大的泵腔体积改变和压缩比,显著降低了加工成本,并提高了成品率。对压电微泵的输出流量进行了测试,结果显示:电压、频率以及背压对流量均有显著影响。在100 V,25Hz的方波驱动下,该压电微泵的最大输出流量为458μL/m in,最大输出压力为6 kPa。     

基于DSP的磁流变阀流量控制系统设计

本文设计了一种以DSP为核心的磁流变阀流量控制系统,介绍了系统的硬件和软件结构、功能和具体的实施方法.通过DSP与计算机通讯,实现远距离的自动控制.电流源驱动磁流变阀提高了瞬态响应速度.由于磁流变阀的非线性,采用模糊控制,并利用DSP的PWM模块输出控制波形,通过调节PWM波形的占空比实现了对磁流变阀流量的快速有效控制.控制系统经使用效果良好.     

基于虚拟仪器的压电微位移驱动器线性化研究

根据压电陶瓷的非线性特性,提出了一种采用离散电压标定和控制压电微位移驱动器线性化的方法。利用数模输出卡,输出不同步长的单个的离散电压,控制压电陶瓷伸长的速度,从而达到利用选取的电压值参数来控制压电陶瓷伸长速度的目的。选取恰当的电压值,可以使得压电驱动器在时间域上线性地伸长而达到线性化。设计基于Labview的控制系统,并对线性化方法进行了原理分析和实验。实验结果表明,该系统可以有效地在0—300V范围内使压电微位移驱动器的伸长量与时间成线性关系,定位精度为1nm。     

压电式喷墨打印机驱动电源设计

压电陶瓷驱动电源是压电式喷墨打印机的核心部件.提出了压电陶瓷驱动电源的电路设计方法,将整个驱动电源分为低压控制和高压放大两部分进行设计,并给出了设计框图.     

空间激光通信系统精跟踪单元PZT驱动电源的设计

压电陶瓷驱动电源是压电陶瓷微位移器应用中的关键部件。PA85是一种高电压、高功率MOSFET的带宽运算放大器,采用双电源供电,输出电流高达200mA,输出电压更可高达±215V。该文详细介绍了基于PA85的一种电源复合放大器的设计及仿真,通过对各项性能指标的仿真表明,该驱动电源具有精度高、分辨率高、稳定性好、纹波小和电路结构简单等优点。     

一种高精度动态压电陶瓷驱动电源的研究

利用高压大带宽MOSFET运放PA85和高精度运放OP07组成复合式负反馈放大电路,设计了一种高精度动态压电陶瓷驱动电源.将压电元件简化为容性负载,理论分析得出驱动电源的输出电流、电压和频率之间的确定关系,讨论了输出失调电压的产生和补偿方法,提出了相位补偿方法并进行了验证.利用Multisim 10软件对所设计的电源进行性能测试分析,结果表明驱动电源具有动态频响好、线性度好、静态交流纹波小(≤±400pV)等优点.     

压电陶瓷迟滞神经网络建模与线性补偿控制

针对压电陶瓷的迟滞非线性,本文首先进行实验测量得到压电陶瓷的位移迟滞数据;通过分析实验数据,引入线性方程实现压电陶瓷输入电压与输出位移关系的线性化,并建立了基于多项式拟合算法的神经网络迟滞模型;根据迟滞模型设计前馈控制器,分别采用了前馈开环和前馈结合PID的方法对压电陶瓷迟滞非线性进行补偿控制实验.实验结果表明,采用前馈开环控制,压电陶瓷位移主环迟滞减小了91.84%,位移次环迟滞减小了85.67%,位移跟踪的平均相对误差为2.97%;采用前馈结合PID控制,压电陶瓷位移主环迟滞减小了96.42%,位移次环迟滞减小了88.44%,位移跟踪的平均相对误差为2.04%.证明了该控制方法能有效地抑制压电陶瓷的迟滞非线性.     

基于单片机控制多路PZT的驱动电路设计

设计了一种基于C8051F005单片机控制多路PZT(压电陶瓷)的驱动电路,采用串行数据传输的方法,利用新型数模转换器AD5308具有8通道DAC输出的特性,极大的简化了电路设计,给出了硬件系统设计和软件流程图以及主要的软件模块设计.本电路主要用于自适应光学合成孔径成像相位实时校正系统中.结果表明,该电路可以成功为12路PZT提供所需的驱动电压.