一种压电微位移器驱动控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了压电位移器领域内的一种压电微位移器驱动控制系统，包括由控制器、功率放大器以及位移测量设备组成的驱动系统，控制器的信号输出端与功率放大器的信号输入端相连，功率放大器的信号输出端与被控电压微位移机构的信号输入端相连，被控电压微位移机构的信号输出端与位移测量设备的信号输入端相连，位移测量设备的信号输出端经低通滤波器控制器的信号输入端反馈连接，本发明结构简单，体积小，制造成本低廉，且精度较高，可用于测量精度需求较高的场合中。
【专利说明】—种压电微位移器驱动控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压电位移器，特别涉及一种压电微位移器驱动控制系统。
【背景技术】
[0002]基于压电驱动器的微位移器(简称“压电微位移器”)是随着压电材料技术的发展及实际应用的需求而逐步发展起来的一门新技术，融合了材料技术、测量技术、控制技术等。其工作原理是利用压电材料的逆压电效应，通过对压电材料施加激励电压来实现对微位移量的控制。压电微位移器具有控制精度高、响应速度快、功率消耗低、结构设计灵活等特点，广泛应用于航空航天、国防军工、医疗器械等领域的各种微位移工作台、超精密定位等场合。
[0003]通过对压电材料驱动特性的系统分析不难得知，压电驱动器用作微位移器的主要困难在于其驱动机电特性具有一定的非线性特性，对于一般位移控制精度的应用可以通过非线性特性曲线拟合来实现，而对于位移控制精度要求较高的场合则需要通过控制系统来实现。这是压电微位移器在工程应用中的重要研究内容，现有技术中的控制系统结构复杂，控制精度较低，不能满足精密加工领域内。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种压电微位移器驱动控制系统，解决了现有技术中的问题，简化了其结构，缩小了体积，降低了制造成本，并提高了精度。
[0005]本发明的目的是这样实现的:一种压电微位移器驱动控制系统，其特征在于，包括由控制器、功率放大器以及位移测量设备组成的驱动系统，所述控制器的信号输出端与功率放大器的信号输入端相连，所述功率放大器的信号输出端与被控电压微位移机构的信号输入端相连，所述被控电压微位移机构的信号输出端与位移测量设备的信号输入端相连，所述位移测量设备的信号输出端经低通滤波器控制器的信号输入端反馈连接。
[0006]作为本发明的进一步改进，所述控制器内部集成的A/D转换电路和D/A转换电路，所述控制器经A/D转换电路与功率放大器的信号输入端相连，所述控制器经D/A转换电路与低通滤波器的信号输出端相连。
[0007]本发明工作时，控制器是整个压电微位移器驱动控制系统的核心，它需要具备驱动控制电压信号输出及位移测量信号采集的能力，同时在闭环控制情况下，能够完成驱动控制电压信号的闭环处理；功率放大器的作用是对控制器输出的驱动控制信号进行电压和功率放大，以便产生高压来驱动压电微位移器；位移测量设备是在闭环控制时使用，其主要作用是对被控压电微位移器的实际位移量进行测量，从而为控制器的闭环处理提供反馈信号。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明结构简单，体积小，制造成本低廉，且精度较高。本发明可用于测量精度需求较高的场合中。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明控制原理框图。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示的一种压电微位移器驱动控制系统，包括由控制器、功率放大器以及位移测量设备组成的驱动系统，控制器的信号输出端与功率放大器的信号输入端相连，功率放大器的信号输出端与被控电压微位移机构的信号输入端相连，被控电压微位移机构的信号输出端与位移测量设备的信号输入端相连，位移测量设备的信号输出端经低通滤波器控制器的信号输入端反馈连接，控制器内部集成的A/D转换电路和D/A转换电路，控制器经A/D转换电路与功率放大器的信号输入端相连，控制器经D/A转换电路与低通滤波器的信号输出端相连。
[0010]本发明工作时，控制器是整个压电微位移器驱动控制系统的核心，它需要具备驱动控制电压信号输出及位移测量信号采集的能力，同时在闭环控制情况下，能够完成驱动控制电压信号的闭环处理；功率放大器的作用是对控制器输出的驱动控制信号进行电压和功率放大，以便产生高压来驱动压电微位移器；位移测量设备是在闭环控制时使用，其主要作用是对被控压电微位移器的实际位移量进行测量，从而为控制器的闭环处理提供反馈信号。
[0011]本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
【权利要求】
1.一种压电微位移器驱动控制系统，其特征在于，包括由控制器、功率放大器以及位移测量设备组成的驱动系统，所述控制器的信号输出端与功率放大器的信号输入端相连，所述功率放大器的信号输出端与被控电压微位移机构的信号输入端相连，所述被控电压微位移机构的信号输出端与位移测量设备的信号输入端相连，所述位移测量设备的信号输出端经低通滤波器控制器的信号输入端反馈连接。
2.根据权利要求1所述的一种压电微位移器驱动控制系统，其特征在于，所述控制器内部集成的A/D转换电路和D/A转换电路，所述控制器经A/D转换电路与功率放大器的信号输入端相连，所述控制器经D/A转换电路与低通滤波器的信号输出端相连。
【文档编号】G05D3/12GK104516360SQ201310468303
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】吕鸿 申请人:吕鸿