【英文题名】
Research on Control Technologies of the Macroscopic Scale and Nano Positioning
【作者】
钟俊 ;
【导师】
竺长安 ;
【学位授予单位】
中国科学技术大学 ;
【学科专业名称】
精密仪器及机械
【学位年度】
2011
【论文级别】
博士
【网络出版投稿人】
中国科学技术大学
【网络出版投稿时间】
2011-08-12
【关键词】
宏观尺度 ;
纳米级定位 ;
大行程 ;
宏/微两级驱动 ;
灰箱建模 ;
神经网络PID控制 ;
衍射光栅刻划机 ;
【英文关键词】
Macroscopic Scale ;
Nano Positioning ;
Long Range ;
Macro/Micro Dual-drive ;
Gray Box Modeling ;
Neural network PID control ;
Grating Ruling Engine ;
【中文摘要】
近年来,随着工业领域如微型机械制造、超精密测量、超精密加工、集成电路制造、生物工程、医疗科学、光纤对接和机器人系统等众多领域的不断发展,与之相关的设备对定位行程和定位精度的要求越来越高,因此宏观尺度的纳米级定位技术一直是精密工程领域的研究热点之一。同时,随着各项大型天文物理项目的不断开展,对大口径高精度的衍射光栅提出了越来越高的要求。因此本论文以衍射光栅刻划机的分度定位系统作为实验和应用对象,对其中的核心技术——宏观尺度的纳米级定位控制技术中的系统构建、定位系统建模及特性分析、定位误差补偿控制策略及宏/微两级定位方式等关键问题进行了研究。
通过对衍射光栅刻划机的工作方式、系统构成和各种宏观尺度纳米级定位系统构成方案的对比分析,确定了以直流无刷力矩电机加蜗杆蜗轮、丝杆螺母机构作为宏动台、压电陶瓷加弹簧钢片作为微动台、双频激光干涉仪作为位置测量系统全闭环的宏/微两级驱动方式的宏观尺度纳米级分度定位系统。在PC机上通过VC对刻划机的分度定位系统和刻划系统进行了集成。实现了对中国科学院长春光学精密机械与物理研究所2号衍射光栅刻划机的控制。在实际光栅刻划的过程中,其分度定位系统实现了在300mm行程内,平均稳态...
【英文摘要】
Recently,asthedevelopmentofnumerousindustrialareassuchasmicro-machines,ultra-precision measurement, ultra-precision machining, integrated circuit manufactur-ing, biotechnology, medical science, optical docking and robotics, the equipment withlarger positioning range and higher positioning accuracy are highly required, so themacroscopic-scale nano-precision positioning technology has been a hot in engineeringresearch field. Meanwhile, as the development of large-scale astrophysics project, therequirement on ...
【更新日期】
2011-09-05
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