基于反射光栅的超精密定位系统研究

应用光学理论研究了一种μm级位移分辨率的反射型双级光栅测量系统,建立了反射莫尔信号与对应位移的数学模型,通过计算机仿真分析了反射莫尔信号的位移特性,进而设计了一套基于反射光栅的精密定位系统。系统取反射的0次激光莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位置检测及超精密自动定位;采用的修正莫尔技术,极大地提高了位置检测信号的灵敏度及定位精度;通过粗定位和精定位相结合的两段式复合定位,实现高速高精度定位。实验结果表明,基于反射光栅的精密定位系统可获得±10nm的定位精度。     

激光莫尔传感器在精密定位中的应用

应用激光莫尔信号传感器设计了一套精密定位装置 ,可实现高精度位置检测及精密自动定位 ;系统采用的激光补偿技术及差动光栅技术 ,极大地提高了位置检测信号的灵敏度与定位精度 .实验结果表明 ,精密定位装置可获得± 0 1μm的定位精度 ,对集成电路制造技术等精密加工工程领域具有重要的实用价值     

基于莫尔信号的超精密复合定位研究

应用光学理论研究了透射式激光莫尔信号的位移特性,建立了衍射莫尔信号强度与对应位移的数学模型,并通过计算机仿真对莫尔信号的位移特性进行了研究.在此基础上设计了一套基于激光莫尔信号的超精密定位系统,系统取透射的零次莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位置检测及精密自动定位.针对精密定位高精度与大行程之间的矛盾,提出了一...     

基于叠栅信号的超精密定位特性研究

介绍了一种采用叠栅信号实现超精密定位的定位方法,首先建立了衍射叠栅信号和相对位移关系的数学模型,并在MATLAB仿真软件的辅助下完成了对其定位特性的研究. 探讨了光栅倾斜对定位精度的影响,倾斜角越大,定位点的偏移越大,为确保高的定位精度,光栅的倾斜角度必须控制在一定范围之内. 研究发现激光束束径和莫尔信号之间存在一定关系,当激光束直径为光栅常数的11倍及以上时,激光莫尔信号几乎不受外界干扰的影响,此时能够达到更高的定位精度. 同时,分析了不同光栅常数对定位精度、定位行程的影响,并进而提出了粗光栅与细光栅相结合的两段式复合定位技术,可使定位装置在较大的行程范围内实现高精度定位. 实验表明,采用衍射叠栅信号的超精密定位可获得±10 nm的定位精度.     

高速精密定位平台的偏摆误差实时补偿

针对二维直线运动平台末端出现偏摆误差、降低平台直线运动精度的现象,研制了一种新型的基于偏摆误差实时补偿的高速精密定位平台.基于电容式微位移传感检测技术,建立了新型精密定位平台的偏摆误差检测模型.采用赫兹接触理论,建立了滚珠导轨副的刚度模型,进而建立了基于滚珠丝杠驱动、直线滚珠导轨副支撑的宏动工作台的偏摆振动模型.实验结果验证了宏动工作台偏摆振动模型的有效性;采用微动工作台进行宏动工作台直线运动偏摆误差的实时补偿,新型精密定位平台的性能得到较大改善.     

一种超精密压电式微位移机构研究

针对压电陶瓷输出位移过小的缺点,采用AE0505D16型层叠式PZT器件作为驱动器,柔性铰链作为导向机构,设计了一种超精密压电式微位移机构．该机构输出位移由原来的11.6μm增加到100μm,能够满足许多长行程、超精定位运动的需要．对此微位移机构进行定位准确度测试,将它作为位移补偿装置安装于精密滚珠丝杠副驱动的机床上,机床定位误差由原来的1μm降低到0.01μm,定位准确度得到显著提高．     

具有纳米分辨力二维超精密定位系统的研制

针对传统超精密定位系统存在位移灵敏度、系统频响及重复定位精度难以兼顾的问题,设计并研制了一种具有纳米分辨力的二维超精密定位系统．系统集成平行四连杆结构双柔性二维工作台无间隙传动、双极性可伸缩压电陶瓷微位移驱动和纳米精度电容位移监测等先进技术,在微处理器控制下可实现纳米量级的定位．为改善传统PID控制方法存在的精度低、实时性差等缺陷,提出了一种结合定位过程中各阶段系统不同响应特性的比例、积分和微分（PID）参数自适应控制算法．结果表明：平行四连杆结构能有效地消除运动方向间的交叉耦合,确保了工作台在运动方向上的直线度;在30μm行程内,单轴位移分辨力优于1nm,重复定位精度优于10nm,最大行程时响应时间〈1s．     

精密相干检测法研究

研究了精密相干检测法的原理，即采用共时钟方案，使与发送机有关的参考信号同接收机接收到的待测信号精密相干，同时精确检测出复合波信号中各主要谐波的振幅和相位。应用结果表明：该方法克服了微弱复合波信号的锁相放大、数据采集、叠加平均和获取多参数时遇到的困难，提高了观测系统的灵敏度、测量精度、抗干扰能力、探测分辨率和探测深度；精密相干检测法原理同样适用于其他观测系统和对其他类型信号的检测。     

精密卷绕络筒机的嵌入式单锭控制系统

分析数码络筒卷绕的关键工艺,采用单锭控制和变频驱动技术,提出一种新的精密卷绕络筒机嵌入式控制方案,实现了卷绕的数码防叠功能;针对其特点设计了以工业级16位富士通微型控制器MB90F347为控制核心的GA036A数码精密卷绕络筒机的控制系统,介绍了其断电保护、络纱张力控制设计及软件设计.实践表明,该系统能够满足数码精密卷绕络筒机的高速运转、分层控制、松式及卷装完好的卷绕要求.     

精密定位平台

天津维杰泰克自动化技术有限公司，是专业从事运动控制系统开发、集成、销售的高新技术企业，具有丰富的研发经验。公司引入当今国际最新的科学技术，生产出集控制、驱动、电机、机械传动、视觉系统为一体的铝合金结构或钢结构的精密定位平台。     

基于LabVIEW的精锻控制系统软件设计

以精锻工艺控制系统为研究对象,利用虚拟仪器技术开发了具有开放式结构的精锻机器人控制系统.硬件采用PC＋DSP的运动控制卡结构模式,系统以DSP为核心,采用位置伺服控制方式;以LabVIEW为软件开发平台,通过调用运动控制卡的动态链接库,实现模块化编程和多线程技术,设计了具有快速响应的运动控制系统.软件开发时间短,并且设计的界面直观友好,操作方便.调试结果表明,系统重复定位精度满足预定系统的设计要求.     

数控机床定位精度检测数据处理软件的开发

开发了一款数据处理软件,用以解决数控机床定位精度检测中计算繁琐、效率低的问题,为机床行业数控机床高效的精度检测提供了一种有效的工具.     

基于微纳米定位的电磁驱动控制系统设计与分析

针对大行程电磁驱动微纳米定位技术控制精度较低的问题,根据电磁驱动装置的工作原理,提出优化PID的控制方案,并在Matlab软件中搭建控制系统的Simulink模型. 相较传统PID控制,对前馈PID和模糊PID算法的改进效果进行研究,得出前馈PID拥有较好的动、静态控制性能,模糊PID鲁棒性较佳的结论.     

压电双晶片型旋转精密驱动器动态特性和控制

提出了以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型冲击式旋转精密驱动器.制作了驱动器样机,建立了基于Lugre摩擦模型的驱动器动力学模型.对驱动器动态特性进行了仿真分析和实验对比研究.根据驱动器的动态特性,提出了冲击式压电双晶片型精密驱动器特定的定频调压控制方法.仿真分析结果和实验结果吻合较好,表明该动力学模型符合驱动器的动态特性,可用于对冲击式压电双晶片型旋转精密驱动器的理论分析.     

基于DSP的CCD精密测量系统的设计

TMS320LF2407A DSP芯片设计的精密测量系统可以精确地测量出目标的微小变化,故而分析CCD精密测量系统中的信号采集和处理的工作原理、系统硬件设计及软件设计.研究结果表明DSP芯片应用CCD精密测量系统中,能够有效提高测量系统的自动化程度及测量系统的精度.     

精密定位中的激光干涉测量误差分析

高精度定位平台通常以激光干涉仪为测量基准.根据测量原理,激光干涉仪的测量误差应为定位平台误差的1/3～1/2,这样才能保证测量结果的可信性.为此,对影响激光干涉仪测量精度的诸多因素作了分析,并在分析的基础上进行误差计算.计算结果表明,激光干涉测量系统的综合误差为12.3 nm,满足定位平台的精度要求,二者在精度上能很好匹配.     

精密测控系统中一种提高精度的软件方案

为提高仪器设备的系统精度 ,给出了一种低成本软件方法 .利用微机对系统非线性误差进行校正 ,找出最佳校正方案 ,算出校正参数 ,回传给仪器设备 .该方法适用于智能测量控制仪器设备 ;也可以扩展适用于各种传感变送器和执行机构 ,既适用于输入环节的精密测量也适用于输出环节的精密控制     

精密涂层机恒张力控制系统的实现

在分析精密涂层机张力产生的原因和控制方式的基础上,设计出了以西门子S7-313-2DP PLC为控制器、变频器为拖动的精密涂层机的恒张力控制系统,给出了硬件组态和软件设计。实际生产证明,恒张力控制系统设计合理,可靠性高,实用性强。     

高精度闭环激磁电源正余弦精密基准的设计

因为设计高精度的闭环激磁电源正、余弦精密基准是保证闭环激磁电源性能指标的 关键,所以采用可靠的分频技术和可编程逻辑芯片技术,以确保设计电路的稳定性和可靠性．运 行实践证明：该设计方法能满足系统精度指标的要求．