【摘要】对于"伺服电机+滚珠丝杠"驱动机构,摩擦、饱和和高频振动等非线性因素是实现大行程无超调高精度点位(PTP)控制的主要障碍.针对这种驱动系统,在根据刚体动力学计算得到的线性传递函数的基础上,设计了高增益PID闭环控制系统和输入滤波器来实现大行程的纳米定位.配置闭环控制系统的极点为负实轴上的多重极点,避免了摩擦力补偿和双模控制策略的使用.为了避免驱动器饱和所导致的闭环系统响应超调现象,基于数字低通滤波器设计了闭环输入信号.实验结果表明,该定位系统可以实现大行程无超调纳米精度点位控制,10 nm~100mm定位响应的稳态误差不超过±5 nm.
【关键词】
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