郑军辉
- 作品数：13 被引量：22H指数：3
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- 基于自感知反馈的压电微夹钳PID控制
- 2016年
- 为了避免应用外部传感器,采用自感知方式实现压电微夹钳的闭环控制.压电微夹钳钳指在电压与外力作用下输出位移并在其表面产生电荷,据此提出了基于电流积分的钳指位移自感知方法;将PID控制器中的矩形积分改为抛物线积分,对偏差的微分改为对输出的微分,设计出了压电微夹钳的改进PID控制器,并将其同自感知反馈方式相结合,设计出了压电微夹钳的自感知反馈控制系统.实验结果表明：在自感知反馈控制作用下,压电微夹钳对5μm阶跃参考位移的响应时间为0.34 s,若不考虑噪声影响,稳态误差几乎为零;在最大位移为14.1μm的任意波形参考位移的作用下,压电微夹钳的自感知反馈控制亦可取得良好的控制效果,其稳态误差中线在-0.06~0.05μm之间变化.
- 蔡成波崔玉国孙庆龙薛飞郑军辉
- 关键词：PID控制
- 四自由度压电微夹钳的结构设计及尺寸参数优化被引量：1
- 2016年
- 为提高微夹钳操作微对象时的灵活性,探索四自由度压电微夹钳的实现问题,将制成相应形状并分割驱动电极的两片压电陶瓷晶片进行粘结,制作出微夹钳,并将两组空间垂直交叉的横向逆压电效应作用于钳指上,使单个钳指产生夹持方向和垂直于夹持方向的微位移,从而使整个微夹钳(两个钳指)具有4个自由度.在综合考虑微夹钳输出位移、固有频率、制作工艺的情况下,采用有限元分析方法,对钳指长度、宽度、厚度进行了优化,对优化后微夹钳的输出位移和振型进行了分析.对微夹钳的输出位移进行了测试,结果表明:在60 V的最高驱动电压作用下,左、右两钳指沿夹持方向的最大位移分别为25.6μm、24.3μm,沿垂直于夹持方向的最大位移分别为32.1μm、30.9μm;两钳指的输出位移具有良好的重复性.
- 王子宾崔玉国孙庆龙郑军辉邬亮恩
- 关键词：四自由度特性分析
- 四自由度压电微夹钳钳指输出位移与输出力的自感知方法
- 本发明公开了四自由度压电微夹钳钳指输出位移与输出力的自感知方法，优点是通过本方法来获得钳指的输出位移与输出力，可省掉传统微装配与微操作系统中用来检测钳指输出位移与输出力的外部微位移与微力传感器，大大减小了基于四自由度压电...
- 崔玉国蔡成波郑军辉冯锋义
- 文献传递
- 一种四自由度压电微夹钳
- 本发明公开了一种四自由度压电微夹钳，优点是该压电微夹钳可使每个钳指都可实现夹持方向和垂直于夹持方向的动作，即每个钳指具有两个方向的自由度，整个压电微夹钳具有四个自由度，从而可省掉微装配与微操作系统的部分前端执行机构，降低...
- 崔玉国冯锋义郑军辉蔡成波
- 压电自感知微夹钳被引量：7
- 2015年
- 研制了不需要外部附加微位移与微力传感器、采用自感知方法来获取压电微夹钳的钳指位移与夹持力的压电自感知微夹钳。根据压电陶瓷晶片在驱动电压与外力作用下发生变形会在其表面产生电荷的思想,提出了基于积分电荷的钳指位移与夹持力的自感知方法;基于Jan G.Smits的压电悬臂梁弯曲变形理论,给出了钳指位移与夹持力的自感知表达式,即用钳指上压电陶瓷晶片表面的电荷来表达钳指位移与夹持力。设计了获取晶片表面电荷的积分电路,给出了其平衡条件为晶片电容与其绝缘电阻之积同积分电容与反馈电阻之积相等。自感知验证实验结果表明:修正后在31.59μm最大钳指位移范围内的自感知位移最大偏差为0.78μm;在35.91mN最大钳指夹持力范围内的自感知夹持力的最大偏差为0.24mN。实验结果验证了所提自感知方法是有效的。
- 崔玉国郑军辉马剑强蔡成波
- 一种四自由度压电微夹钳的制作工艺
- 本发明公开了一种四自由度压电微夹钳的制作工艺，优点是通过该方法制作得到的四自由度压电微夹钳其压电晶片及其表面电极具有较高的形状与尺寸精度，且上下晶片及其电极之间具有较高的相对位置精度，使得四自由度压电微夹钳具有良好的输出...
- 崔玉国郑军辉蔡成波冯锋义
- 压电微夹钳的复合控制模型及实验被引量：3
- 2015年
- 为提高压电微夹钳的夹持性能,设计复合控制系统对其控制.通过引入死区算子对PI模型进行改进,建立了微夹钳的迟滞模型,进而设计出其前馈控制器;对常规PID算法进行改进,设计出抛物线积分与微分先行的微夹钳PID反馈控制器;将前馈控制同PID反馈控制相结合,设计出微夹钳的复合控制器.在复合控制作用下,微夹钳达到5μm阶跃目标位移的响应时间为0.09 s,略快于前馈控制,明显快于PID反馈控制;在最大位移为15.2μm的参考输入作用下,若不考虑传感器噪声,复合控制的稳态误差几乎为0.实验结果表明,同前馈控制与PID反馈控制相比,复合控制具有良好的综合控制效果,即响应速度快、稳态精度高.
- 郑军辉崔玉国娄军强薛飞
- 关键词：前馈控制复合控制
- 四自由度压电微夹钳钳指输出位移与输出力的自感知方法
- 本发明公开了四自由度压电微夹钳钳指输出位移与输出力的自感知方法，优点是通过本方法来获得钳指的输出位移与输出力，可省掉传统微装配与微操作系统中用来检测钳指输出位移与输出力的外部微位移与微力传感器，大大减小了基于四自由度压电...
- 崔玉国蔡成波郑军辉冯锋义
- 压电微夹钳的位移自感知反馈复合控制被引量：3
- 2016年
- 采用自感知方法获取压电微夹钳钳指位移,构成自感知反馈复合控制系统。根据反映钳指位移、表面电荷、夹持力、驱动电压之间关系的压电悬臂梁Smits方程,提出了基于电流积分的钳指位移自感知方法;引入死区算子对传统PI模型进行改进,建立了压电微夹钳钳指位移的迟滞模型;以对偏差的抛物线积分、对输出的先行微分分别代替常规PID控制器中的积分项和微分项,设计出了压电微夹钳的改进PID反馈控制器;将前馈控制器与PID反馈控制器相结合,并采用自感知反馈方式,设计出了压电微夹钳的闭环控制系统。实验结果表明：在自感知反馈复合控制作用下,压电微夹钳对5μm阶跃参考位移的响应时间为0.24 s,若不考虑噪声影响,稳态误差几乎为零;在最大位移为14.7μm的变幅值三角波参考位移以及最大位移为14.1μm的任意波形参考位移作用下,压电微夹钳的自感知反馈复合控制亦可取得良好的控制效果,其稳态误差中线在-0.02-0.04μm之间变化。自感知反馈控制的实验结果与传感器反馈控制基本相同,从而表明压电微夹钳的自感知反馈控制是有效的。
- 崔玉国蔡成波娄军强薛飞郑军辉
- 关键词：前馈控制复合控制
- 一种四自由度压电微夹钳
- 本发明公开了一种四自由度压电微夹钳，优点是该压电微夹钳可使每个钳指都可实现夹持方向和垂直于夹持方向的动作，即每个钳指具有两个方向的自由度，整个压电微夹钳具有四个自由度，从而可省掉微装配与微操作系统的部分前端执行机构，降低...
- 崔玉国冯锋义郑军辉蔡成波
- 文献传递
