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合工作台在阶跃输入下的阶跃响应aX轴阶跃响应bY轴阶跃响应
f此外,图7还表明了在X轴和Y轴运动中混合工作台有效地响应1000
m幅度的阶跃输入。具体地说,当给粗动台和微动台一个1000
m幅度的阶跃输入,微动台的X轴和Y轴稳态误差在0071和0072s上升阶段以下均保持在50
m以内。另一方面,尽管在阶跃输入后分别延时008和012s,粗动台的X轴和Y轴稳态误差分别超过100
m和80
m。因此,混合工作台在响应时间和位置精度上有着显著优势。尽管粗动台和微动台没有直接接触,粗动台的运动误差和震动也可能导致两个工作台之间相互作用力的变化。这种变化表现在它们对微动台的扰动上,并且微动台的分辨率会降低,除非微动台的宽带远远大于微动台的。图7中的观测解释了微动台在稳态上的作用。注意,(20)中的FVCMt是(7)的最小范数解。为了证明这个结果,四个音圈电机输入电流的欧几里得规范历程如图8所示。在图8中,最佳力发生器产生约005A的控制力。另一方面,如果不使用最佳力发生器,则需要约28A的控制力。在这种情况下,采用最佳力发生器可以为四个音圈电机的工作显著节省工作力。由于在实际中扰动产生混合工作台的震动,笔者通过实验的方法确定扰动观测器的增益,以便得到混合工作台尽可能小的位置稳定。图9是混合工作台X轴和Y轴位置稳定性的实验结果。从图9中可以看出,扰动观测器测得的X轴和Y轴位置稳定性约是±10
m。另一方面,如果不使用扰动观测器,X轴和Y轴位置稳定性约是±30
m。因此,可以看到扰动观测器有观测扰动且有效地补偿它约66。给混合工作台一些阶跃输入信号来评估混合工作台的X轴和Y轴增量步响应和方向角响应。具体地说,X轴和Y轴的目标位置按10
m的步长从0增到50
m,再按10
m的步长从50
m减到10
m。注意,当进行X轴和Y轴增量步响应和方向角响应时需操作粗动台。图10所示的是X轴增量步运动时,X轴增量步响应和方向角响应的实验结果,图11所示的是Y轴增量步运动时,Y轴增量步响应和方向角响应的实验结果。从图10
图8四个音圈电机输入电流的欧几里得规范历程
f和图11可以看出,X轴和Y轴运动的分辨率约是±10
m,X轴和Y轴增量步运动时方向角的变动分别是±002和±004弧度每秒。注意,1弧度每秒等于13600。
°
图9混合工作台的位置稳定性
f图10混合工作台X轴的增量阶跃响应和方向角响应aX轴增量步响应bX轴增量步时的方向角响应
f图11混合工作台Y轴的增量阶跃响应和方向角响应aY轴增r
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