微夹持器控制器设计和振动控制的研究

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1、国内图书分类号：TP273学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文微夹持器控制器设计与振动控制研究硕士研究生：张建国导师：隆志力副教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP273U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringMICRO-GRIPPERSCONTORLLERDESIGNANDVIBRATIONCONTROLCan

2、didate:JianguoZhangSupervisor:Assoc.Prof.ZhiliLongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2012Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要微夹持

3、器广泛应用于半导体设备，机器人，生物医疗等设备当中，微夹持器目前普遍采用压电式微夹持器，它具有重量轻，输出力大，不易受电磁干扰等特点。本文提出了相应的驱动电路解决方案和验证了用于抑制压电式微夹持器的振动的输入整形算法，并且能够应用于多种工作平台中。首先介绍了压电式微夹持器的基本组成机构和工作原理。根据实际需求设计研究了基于TMS320F2812的压电陶瓷驱动器的整体设计方案和各个部分的工作原理，为微夹持器振动控制研究提供硬件电路驱动基础。由于在驱动压电式微夹持器时，在其张开和关闭的过程中，会出现的柔性放大机构夹持末

4、端出现抖动现象，会严重干扰压电式微夹持器的工作。基于以上这种情况，本文介绍了输入整形抑制振动算法的基本概念并且分析了三种时滞滤波器在抑制微夹持器振动方面的优缺点，验证了输入整形滤波器在压电式微夹持器振动抑制方面的控制效果和鲁棒性。通过嵌入输入整形算法，使微夹持器振动时间由原来的25ms控制到0.5ms的范围内，压电式微夹持器的振动能够得到较好的抑制。最后本文将驱动电源和控制算法在实际的微夹持器上进行测试，验证了方案的可行性。关键词：压电式微夹持器；输入整形器；压电陶瓷驱动器；振动抑制-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位

5、论文AbstractThemicrogrippersarewidelyusedinthesemiconductorequipment,robotics,bio-medicalequipment.Themicro-grippercommonlyusedpiezoelectricmicrogripper.Ithastheadvantagesoflightweight,largeoutputforceandabilityofanti-electromagneticinterference.Inthispaper,apie

6、zoelectricactuatorandinputshapingalgorithmforreducingthevibrationofthepiezoelectricmicrogripperswasproved.Aftertestingitcanbeappliedtotheparticularenvironment.Firstly,byanalyzingthestructureandprincipleofthepiezoelectricmicro-gripper,theoveralldesignofthedigit

7、alsystemofthedrivingpowerbasedonDSPTMS320F2812,aswellastheprinciplesofallsubsystemsarestudied.Thehardwarecircuitdriverprovidesresearchfoundationonvibrationcontrolofmicro-gripper.Sincedrivingthepiezoelectricmicro-gripper,thereappearedaflexibleamplificationmecha

8、nismvibrationphenomenonduringitsopeningandclosingprocess,Itwoulddisturbtheworkofthepiezoelectricmicrogripper，Inordertosolvetheproblemmentionedabove,thebasicconceptsofinputshapingvi