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音圈电机驱动的柔性定位平台设计与控制
  • ISSN号:0493-2137
  • 期刊名称:《天津大学学报:自然科学与工程技术版》
  • 时间:0
  • 分类:TH13[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室,天津300350, [2]广东省精密装备与制造技术重点实验室,广州510641
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51675376,51675371,51675367,51275337); 欧盟2020地平线H2020-MSCA-RISE-2016项目(734174);欧盟第七框架生物医疗机器人项目(612641); 欧盟2020地平线和科技部重点研发项目(S2016G4501,644971); 特种车辆及其传动系统智能制造国家重点实验室开放课题项目(GZ2016KF007); 广东省精密装备与制造技术重点实验室开放课题项目(PEM201602)~~
中文摘要:

设计了一种二自由度柔性微定位平台,该平台主要由音圈电机和柔性铰链机构等组成.采用直角柔性铰链组成的双平行四杆机构对称安置,以实现平台的大行程和运动解耦,工作行程可达2,mm以上,定位精度可达纳米级.设计空间支撑机构保证其承载能力.对微定位平台进行了结构设计和承载能力等特性分析.考虑到该定位平台动态行为的特点,采用遗传算法优化的BP神经网络组合辨识方法对系统模型进行了辨识,克服了神经网络对复杂系统动态行为辨识存在的缺陷.基于神经网络PID复合逆控制方法对微定位平台进行控制,通过实验对辨识和控制方法进行了验证,结果表明遗传算法优化的神经网络辨识方法与神经网络PID复合逆控制方法适用于该音圈电机驱动的柔性微定位平台系统的实际应用.

英文摘要:

A flexible micro positioning stage with 2-DOF driven by voice coil motors has been designed.The stage mainly contains voice coil motors and flexible hinge mechanism.A double parallel four-bar linkage composed of right angle flexible hinges was placed symmetrically in order to achieve a large motion stroke and motion decoupling.Its working stroke can reach more than 2,mm and positioning accuracy can reach the nanometer level.The space support mechanism was designed to ensure its carrying capacity.The structural design,bearing capacity and dynamic characteristics of the micro positioning stage were analyzed.Considering the characteristic of the dynamic behavior of the positioning stage,the BP neural network identification method optimized by genetic algorithm was used to identify the system model,which overcame the shortcomings of the neural network in dynamic behavior identification of complex system.Then the neural network PID compound inverse control method was applied to control the sys-tem.Experiments were carried out to verify the identification and control methods.The experimental results show that the neural network identification method optimized by genetic algorithm and the neural network PID compound inverse control method are suitable for the practical application of the flexible micro positioning system driven by voice coil motors.

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期刊信息
  • 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:
  • 主办单位:天津大学
  • 主编:单平
  • 地址:天津市南开区
  • 邮编:300072
  • 邮箱:
  • 电话:022-27403448
  • 国际标准刊号:ISSN:0493-2137
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1127/N
  • 邮发代号:6-27
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6410