压电陶瓷驱动三自由度精密定位系统的弹性动力学与输入调理特性研究

对压电陶瓷驱动三自由度精密定位系统的动力学性能进行了研究。首先建立了系统的弹性动力学模型,采用变截面框架单元描述柔性铰链,给出了其单元刚度矩阵和质量矩阵。通过实验获得了系统的低阶模态参数,并和分析结果进行了比较,验证了所建动力学分析模型的正确性。提出了基于动力学特性分析的驱动输入调理概念。分别采用正弦曲线和五次多项式作为调理函数对系统驱动的动态性能进行了研究。研究结果表明:对驱动输入进行必要的调理是十分必要的,所采用的两种调理方法均有效改善了系统的驱动特性,但由于采用五次多项式作为调理函数完全避免了驱动开始和结束时的加速度冲击,因而可获得更好的驱动效果。