使用位置敏感探测器的精密倾斜平台及倾斜角度控制方法

发布时间：2024-05-07 22:03

　　设计了一种压电陶瓷驱动的精密倾斜平台及其倾斜角度控制方法,实现了高精度倾斜控制。该控制系统主要由主控制器、位移探测模块、数模转换模块、高压驱动模块4部分组成,可实现快速精确的倾斜控制。运用了球透镜与位置敏感传感器相结合的方法测量和控制精密倾斜控制平台的倾斜角度。实验结果表明,该平台控制精度优于0.5μrad,且结构简单、易于装设,特别适用于要求倾斜角度精密控制且低成本的工程应用环境。

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【部分图文】：

图1精密倾斜平台。

本文所设计的基于三个PZT驱动的精密倾斜平台主要由5部分组成:固定底板、驱动部件、连接部件、传动部件以及运动部件。整个平台采用三个PZT并联驱动,如图1所示,该PZT可用于超高真空环镜下,其长度为44mm、直径为20mm,行程为25μm,移动分辨率为50nm,最大负载为1....

图2平台运动模型图。

本文所设计的精密倾斜平台具有三个自由度,为了精确地控制其倾斜角度,需要确定PZT伸缩位移与平台姿态之间的关系。图2中A、B、C分别代表三个PZT的初始位置,O为三个PZT的几何中心,r为PZT到O的距离,Δd1、Δd2、Δd3分别为三个PZT的位移量,P、P′分别为BC和B′C....

图3位移测量原理图

光电位置敏感器件(PSD)是一种对其感光面上入射光斑位置敏感的光电器件,即当入射光斑落在器件感光面的不同位置时,PSD将对应输出不同的电信号。通过对此输出电信号进行处理,便可以得到入射光斑在PSD的位置。入射光强度和尺寸大小与PSD的输出信号均无关,其输出信号只与入射光的位置有关....

图4精密倾斜平台控制系统原理图

实验中所采用的精密倾斜控制平台被压电陶瓷驱动。压电陶瓷虽具有分辨率高、响应速度快、驱动力大等优点,但开环控制下,外界环境的扰动会对控制精度产生较大的影响,因此,采用了闭环比例积分(PI)控制方法以补偿外界扰动引起的误差。为验证所设计的平台控制系统的闭环控制性能,分别使用开环和闭环....

本文编号：3967052