一種壓電微位移器驅動控制系統的製作方法

2023-06-14 04:36:36

一種壓電微位移器驅動控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了壓電位移器領域內的一種壓電微位移器驅動控制系統，包括由控制器、功率放大器以及位移測量設備組成的驅動系統，控制器的信號輸出端與功率放大器的信號輸入端相連，功率放大器的信號輸出端與被控電壓微位移機構的信號輸入端相連，被控電壓微位移機構的信號輸出端與位移測量設備的信號輸入端相連，位移測量設備的信號輸出端經低通濾波器控制器的信號輸入端反饋連接，本發明結構簡單，體積小，製造成本低廉，且精度較高，可用於測量精度需求較高的場合中。
【專利說明】—種壓電微位移器驅動控制系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種壓電位移器，特別涉及一種壓電微位移器驅動控制系統。

【背景技術】
[0002]基於壓電驅動器的微位移器(簡稱「壓電微位移器」)是隨著壓電材料技術的發展及實際應用的需求而逐步發展起來的一門新技術，融合了材料技術、測量技術、控制技術等。其工作原理是利用壓電材料的逆壓電效應，通過對壓電材料施加激勵電壓來實現對微位移量的控制。壓電微位移器具有控制精度高、響應速度快、功率消耗低、結構設計靈活等特點，廣泛應用於航空航天、國防軍工、醫療器械等領域的各種微位移工作檯、超精密定位等場合。
[0003]通過對壓電材料驅動特性的系統分析不難得知，壓電驅動器用作微位移器的主要困難在於其驅動機電特性具有一定的非線性特性，對於一般位移控制精度的應用可以通過非線性特性曲線擬合來實現，而對於位移控制精度要求較高的場合則需要通過控制系統來實現。這是壓電微位移器在工程應用中的重要研究內容，現有技術中的控制系統結構複雜，控制精度較低，不能滿足精密加工領域內。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種壓電微位移器驅動控制系統，解決了現有技術中的問題，簡化了其結構，縮小了體積，降低了製造成本，並提高了精度。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:一種壓電微位移器驅動控制系統，其特徵在於，包括由控制器、功率放大器以及位移測量設備組成的驅動系統，所述控制器的信號輸出端與功率放大器的信號輸入端相連，所述功率放大器的信號輸出端與被控電壓微位移機構的信號輸入端相連，所述被控電壓微位移機構的信號輸出端與位移測量設備的信號輸入端相連，所述位移測量設備的信號輸出端經低通濾波器控制器的信號輸入端反饋連接。
[0006]作為本發明的進一步改進，所述控制器內部集成的A/D轉換電路和D/A轉換電路，所述控制器經A/D轉換電路與功率放大器的信號輸入端相連，所述控制器經D/A轉換電路與低通濾波器的信號輸出端相連。
[0007]本發明工作時，控制器是整個壓電微位移器驅動控制系統的核心，它需要具備驅動控制電壓信號輸出及位移測量信號採集的能力，同時在閉環控制情況下，能夠完成驅動控制電壓信號的閉環處理；功率放大器的作用是對控制器輸出的驅動控制信號進行電壓和功率放大，以便產生高壓來驅動壓電微位移器；位移測量設備是在閉環控制時使用，其主要作用是對被控壓電微位移器的實際位移量進行測量，從而為控制器的閉環處理提供反饋信號。與現有技術相比，本發明的有益效果在於，本發明結構簡單，體積小，製造成本低廉，且精度較高。本發明可用於測量精度需求較高的場合中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發明控制原理框圖。

【具體實施方式】
[0009]如圖1所示的一種壓電微位移器驅動控制系統，包括由控制器、功率放大器以及位移測量設備組成的驅動系統，控制器的信號輸出端與功率放大器的信號輸入端相連，功率放大器的信號輸出端與被控電壓微位移機構的信號輸入端相連，被控電壓微位移機構的信號輸出端與位移測量設備的信號輸入端相連，位移測量設備的信號輸出端經低通濾波器控制器的信號輸入端反饋連接，控制器內部集成的A/D轉換電路和D/A轉換電路，控制器經A/D轉換電路與功率放大器的信號輸入端相連，控制器經D/A轉換電路與低通濾波器的信號輸出端相連。
[0010]本發明工作時，控制器是整個壓電微位移器驅動控制系統的核心，它需要具備驅動控制電壓信號輸出及位移測量信號採集的能力，同時在閉環控制情況下，能夠完成驅動控制電壓信號的閉環處理；功率放大器的作用是對控制器輸出的驅動控制信號進行電壓和功率放大，以便產生高壓來驅動壓電微位移器；位移測量設備是在閉環控制時使用，其主要作用是對被控壓電微位移器的實際位移量進行測量，從而為控制器的閉環處理提供反饋信號。
[0011]本領域的技術人員在不脫離權利要求書確定的本發明的精神和範圍的條件下，還可以對以上內容進行各種各樣的修改。因此本發明的範圍並不僅限於以上的說明，而是由權利要求書的範圍來確定的。
【權利要求】
1.一種壓電微位移器驅動控制系統，其特徵在於，包括由控制器、功率放大器以及位移測量設備組成的驅動系統，所述控制器的信號輸出端與功率放大器的信號輸入端相連，所述功率放大器的信號輸出端與被控電壓微位移機構的信號輸入端相連，所述被控電壓微位移機構的信號輸出端與位移測量設備的信號輸入端相連，所述位移測量設備的信號輸出端經低通濾波器控制器的信號輸入端反饋連接。
2.根據權利要求1所述的一種壓電微位移器驅動控制系統，其特徵在於，所述控制器內部集成的A/D轉換電路和D/A轉換電路，所述控制器經A/D轉換電路與功率放大器的信號輸入端相連，所述控制器經D/A轉換電路與低通濾波器的信號輸出端相連。
【文檔編號】G05D3/12GK104516360SQ201310468303
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】呂鴻 申請人:呂鴻