實驗名稱：二維壓電平臺補償控制與實驗研究

研究方向：對研制的二維壓電平臺進行補償控制與實驗測試，首先通過電壓位移特性測試、分辨力測試等開環實驗來獲得研制的二維壓電平臺的開環輸出特性，檢驗其是否能實現快速響應、正負位移輸出、高分辨力等設計目標；之后根據提出的遲滯動力學復合模型設計前饋控制器并通過實驗驗證前饋控制器對遲滯的補償能力，再結合PID控制設計閉環控制系統，進行階躍響應能力、定位能力、軌跡跟蹤能力等閉環實驗來檢驗二維壓電平臺系統是否實現了高定位精度的設計目標。最后以微納刻劃為例，展示二維壓電平臺的應用潛力。

實驗目的：驗證理論模型和有限元仿真分析的合理性，獲取設計樣機的基本輸出性能。

測試設備：ATA-4052高壓功率放大器、信號處理器、電容位移傳感器、上下位機及A/D與D/A板卡等。

實驗過程：

圖1：樣機實驗系統

建立了如圖1所示的實驗系統。該實驗系統包含上下位機及A/D與D/A板卡，ATA-4052高壓功率放大器，樣機，電容位移傳感器及其控制盒。所用電容位移傳感器，其量程分別為-25μm~25μm和-100μm~100μm，其靜態直線位移分辨率皆<0.001%，動態直線位移分辨率<0.002%。系統中利用上位機中的軟件產生用于驅動壓電致動器的激勵信號，利用PCI-1721板卡D/A轉換后，再經ATA-4052高壓功率放大器進行放大后施加到壓電陶瓷上。壓電平臺產生的位移通過電容位移傳感器測量、信號處理器處理后被PCI-1716板卡采集進行A/D轉換，轉換后數據通過上位機中的軟件進行存儲。

實驗結果：

進行二維壓電平臺性能實驗，分別做位移輸出特性、位移分辨力、負載能力、二維壓電平臺諧振頻率等測試，實驗結果驗證了二維壓電平臺正負位移輸出輸出能力、高分辨力、一定的負載能力以及高諧振頻率。

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圖：ATA-4052C高壓功率放大器指標參數

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