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dc.contributor黃宜正zh_TW
dc.contributorI-CHENG HUANGen_US
dc.contributor王國禎zh_TW
dc.contributorKuo-Chen Wangen_US
dc.contributor.advisor陳昭亮zh_TW
dc.contributor.advisorJau-Liang Chenen_US
dc.contributor.author黃政男zh_TW
dc.contributor.authorHuang, Cheng-Nanen_US
dc.contributor.other中興大學zh_TW
dc.date2007zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-05T11:41:33Z-
dc.date.available2014-06-05T11:41:33Z-
dc.identifierU0005-2908200600521600zh_TW
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dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/1751-
dc.description.abstract近年來,隨著各項產業技術的快速發展,對於定位技術的要求已朝向奈米級定位的目標發展。奈米級定位是指除了定位功能外,其定位的精度上,要達到奈米尺度的等級。 本研究的目標是應用單晶片控制系統,以簡單架構、低成本的驅動機構於長行程、高精度的實現。整個精密定位系統的驅動原理介紹如下:以壓電陶瓷(PZT)為致動器,將三支PZT置於設計的驅動結構中,形成X-Y方向驅動,利用PZT及撓性結構的特性所搭配完成之路徑,在滑軌平台側邊連續摩擦,造成平台因摩擦而往期望方向移動,達到長行程精密定位的目標。系統元件的組成在控制部分,以數位訊號處理器(DSP)做運算,電壓經過DAC及電壓放大器,送達致動器以驅動平台,另以光學尺為位移感測器,構成閉迴路的控制系統。控制策略則以三階段切換控制為主,在定位模式時,以PID輔以小腦模型控制到達目標位置。 實驗控制的結果,在連續步階定位方面,定位控制偏差量在0.4 nm之內,1σ值在8 nm之內,當步階小於1 µm,其偏差量在0.3 nm之內,1σ值在6 nm之內,安定時間在0.084 sec左右;在長行程位移定位方面,位移距離可達70 mm,而最大平均速度為0.491 mm/s,在到達定位後偏差量在0.2 nm之內,1σ值在5 nm之內。zh_TW
dc.description.abstractPositioning technology is the fundamental of manufacturing and measuring in mechanical industry. Along with the development of industry, positioning technology is moving forward to nano-scale positioning. The main function of positioning system is to drive particular objects to some certain positions along the desired path successively. The objective of this study is to build up a long travel range and high precision system with simple structure and low cost. In this study, piezoelectric actuators were used. These piezoelectric actuators were combined with flexural structure mechanism to move along the desired path, which will then drive the linear stage. Through continuous driving, the stage can achieve a long travel range displacement. In this study, a three-stage control strategy was proposed, i.e. coarse control, fine control, and positioning control. In the positioning control, PI with CMAC feed-forward control was used. The control strategy was implemented into a Digital Signal Processor (DSP) chip manufactured by Texas Industry. From the experiment result, it is found that the positioning bias for continuous step tests was less than 0.4 nm and standard deviation was less than 8 nm. From the long range displacement tests, it is found that the stage can achieve an 70 mm travel range with maximum average velocity 0.491 mm/s, positioning bias is less than 0.2 nm and standard deviation is less than 5 nm.en_US
dc.description.tableofcontents目錄 中文摘要 i Abstract ii 目錄 iii 圖目錄 v 表目錄 ix 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 1 1.3 研究目的與內容 4 第二章 系統元件原理與分析 6 2.1 壓電陶瓷致動器(PZT)原理簡介 7 2.2 驅動機構之設計與分析 9 2.2.1 動態方程式與理論驗證 13 2.2.2 平台的驅動方式 17 2.3 TMS320F240DSP控制器簡介 19 2.4 量測系統---光學尺(Linear Scale) 22 2.5 精密定位系統架構 26 第三章 基本控制理論 28 3.1 控制的目的 28 3.2 PID控制原理 29 3.3 小腦模型補償控制法則 32 3.4 PI加上小腦模型補償控制流程規劃 36 3.5 系統定位控制流程規劃 37 第四章 控制實驗結果與討論 41 4.1感測器的穩態漂移誤差 43 4.2 平台性能分析 44 4.2.1平台性能趨勢測試 44 4.2.2 決定粗-微模式之參數值 48 4.3 定位模式之控制法則比較 50 4.4 連續步階定位實驗 67 4.5 長行程定位實驗 71 4.6平台載重測試 78 4.7實驗結果討論 80 第五章 結論與未來展望 81 5.1結論 81 5.2未來展望 82 參考文獻 83zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher機械工程學系所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-2908200600521600en_US
dc.subjectprecision positioningen_US
dc.subject精密定位zh_TW
dc.subjectDSP chipen_US
dc.subjectfrictional drivingen_US
dc.subjectCMACen_US
dc.subject單晶片zh_TW
dc.subject摩擦驅動zh_TW
dc.subject小腦模型zh_TW
dc.title摩擦驅動定位系統之控制研究zh_TW
dc.titleA Study on the Control of Frictional Driving Positioning Systemen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.languageiso639-1en_US-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.grantfulltextnone-
item.fulltextno fulltext-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
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