1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京100049
3 中国第一汽车股份有限公司新能源开发院，吉林 长春 130011
为保证空间惯性传感器的正常在轨运行，在发射阶段需保证测试质量固定以避免与周围电容极板的接触碰撞；到达预定轨道后再重新捕获并以最小残余线速度将测试质量释放至精确位置，保持自由悬浮状态。测试质量的捕获定位对驱动器提出高精度的要求。本文针对在太空中捕获定位释放测试质量所用的压电直线驱动器进行了设计定制与性能测试。试验结果表明：该定制的压电驱动器最小步长小于1 nm，但步长稳定性误差较大；150 V工作电压条件最大驱动力达72 N；单步行进驱动力稳定；夹持测试质量过程中，驱动力稳定，稳定性偏差为0.16%。满足捕获、定位、释放机构的使用需求。
精密驱动 尺蠖运动 压电驱动器 驱动力 位移分辨率 precision actuation inchworm motion piezoelectric actuator driving force displacement resolution
吉林大学 机械科学与工程学院,吉林 长春 130025
针对尺蠖型压电驱动器的输出特性,提出了利用驱动电压与输出位移分段线性拟合曲线,逐步"搜索"驱动电压值,从而逼近目标位置的闭环控制方法。分析了控制方法的可行性,针对该方法,构建了闭环控制实验系统,对该方法进行了实验验证。实验结果表明,采用该方法可以实现对尺蠖型压电驱动器的闭环精确控制,系统闭环定位误差低于0.18μrad,定位精度比开环工作提高了14.4%。该方法具有控制精度较高、响应迅速、易于实现等优点。
压电驱动器 尺蠖运动 精密定位 闭环控制 piezoelectric actuator inchworm motion precision positioning close-loop control
