安泰功率放大器在壓電致動(dòng)器開環(huán)實(shí)驗(yàn)特性研究中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱：功率放大器在壓電致動(dòng)器開環(huán)實(shí)驗(yàn)特性研究中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簽榱蓑?yàn)證直驅(qū)-慣性驅(qū)動(dòng)雙模式結(jié)合實(shí)現(xiàn)大行程與高分辨力兼顧以及縱扭轉(zhuǎn)換致動(dòng)的可行性并評(píng)估本文提出的新型旋轉(zhuǎn)壓電致動(dòng)器的機(jī)械輸出特性，搭建了開環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并提出了角位移的間接測(cè)量方案。利用搭建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)致動(dòng)器扭轉(zhuǎn)致動(dòng)單元和致動(dòng)器整機(jī)的機(jī)械輸出特性進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試研究。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：信號(hào)發(fā)生器，位移傳感器，ATA-4052功率放大器，計(jì)算機(jī)，處理器等。

實(shí)驗(yàn)過程：

為了提出的縱扭轉(zhuǎn)換型跨尺度旋轉(zhuǎn)壓電致動(dòng)器開展開環(huán)實(shí)驗(yàn)特性的研究，搭建了如圖所示的開環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其中，DG4162功能信號(hào)發(fā)生器以及ATA4052功率放大器，用于產(chǎn)生激勵(lì)樣機(jī)的電壓信號(hào);高精度激光位移傳感器LK-HO20和信號(hào)處理器LK-G5001v，用于采集樣機(jī)輸出的角位移;個(gè)人計(jì)算機(jī)、激光位移傳感器上位機(jī)軟件LK-Navigator 2，用于接收和處理采集的樣機(jī)位移數(shù)據(jù)。此外，在開展實(shí)驗(yàn)時(shí)樣機(jī)被置于氣浮隔振臺(tái)上，以減小環(huán)境振動(dòng)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性的干擾。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1.采用慣性驅(qū)動(dòng)和模式融合軌跡跟蹤方法的正弦軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果;

2.采用慣性驅(qū)動(dòng)和模式融合軌跡跟蹤方法的往復(fù)線性軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，致動(dòng)器扭轉(zhuǎn)致動(dòng)單元的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)角可達(dá) 4.935 mrad (100 V)、分辨力46 nrad、一階共振頻率為1361.537Hz，最大遲滯率19.224%;致動(dòng)器整機(jī)在慣性驅(qū)動(dòng)模式下能實(shí)現(xiàn)雙向 360°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在鋸齒波信號(hào)的激勵(lì)下其穩(wěn)定工作的頻率范圍為[0 Hz,400 Hz]、最高轉(zhuǎn)速1.854 rad/s (100 v、400 Hz)、堵轉(zhuǎn)載荷2.8 kg。

實(shí)驗(yàn)中用到的功率放大器參數(shù)：

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本實(shí)驗(yàn)引用自知網(wǎng)論文《縱扭轉(zhuǎn)換型跨尺度旋轉(zhuǎn)壓電致動(dòng)器設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制研究》