壓電致動器之設計及奈米解析度定位控制

Abstract

採用壓電致動器之微小位移驅動控制是現代精密機械的關鍵技術之一，要求高精度定位而且要快速定位。本研究之目標旨在利用壓電致動器研發奈米解析度位移之快速定位方法。本研究設計製作快速定位單軸壓電控制模組，包括機構設計和控制方法。其中機構部分以彈簧施加預力於壓電元件，以金屬圓柱管內壁作為環形導軌，達到單軸向致動的目的；控制方面，則採用凹陷濾波器和比例積分控制進行迴授控制，實驗結果達到2nm精度和0.5ms穩定時間，符合系統的要求。繼而擴充控制方法至雙軸定位平台。此外，還創作可變結構之比例積分控制器，獲得減小響應過衝的效果。