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如何正确调节纳米位移台的速度和步长?

调节纳米位移台的速度和步长需要综合考虑驱动方式、控制策略、反馈系统等因素,以确保既能实现高精度定位,又能满足动态响应需求。
1. 速度和步长的核心影响因素
(1)驱动方式
压电驱动(Piezoelectric Actuators):响应快,适用于纳米级位移,但步长较小。
电磁驱动(如音圈电机、直线电机):适合较大步长,适用于长行程运动。
螺旋丝杠驱动(Lead Screw):适用于低速高精度控制,步长精细但速度受限。
(2)控制模式
开环控制(Open-loop):适用于步长固定、无反馈的场景,如精确定义的压电位移。
闭环控制(Closed-loop):利用位移传感器(如激光干涉仪)反馈误差,调整速度和步长,提高精度。
(3)反馈系统
电容式/光学编码器:提供高精度实时位移反馈。
激光干涉仪:精度高,适用于超高精度控制。
2. 调节速度的方法
(1)调整驱动电压
压电驱动:
增加驱动电压(0~150V)可提高速度,但过高可能导致非线性效应或发热。
采用双极驱动(Bipolar Drive)代替单极驱动,提高响应速度。
电磁驱动:
提高驱动电流,提高推力,但要避免电磁干扰。
(2)优化信号波形
正弦波驱动:适用于低震动的平稳运动,减少速度波动。
阶梯波驱动:适用于精确步进,但容易产生振动。
PID 控制优化:调整**比例(P)、积分(I)、微分(D)参数,使速度响应更平稳。
(3)减少运动阻力
采用气浮导轨或低摩擦材料(如陶瓷轴承)减少运动阻力,提高响应速度。
3. 调节步长的方法
(1)选择合适的步进模式
单步模式:适用于高精度定位,每次步进量较小。
细分步进(Sub-step):用于更精细的步长控制,如压电致动器的细微调整。
连续模式:适用于高速扫描场景,不断更新步长以实现平滑运动。
(2)调整步长参数
压电驱动:
增加输入电压 -> 增大步长。
采用分段驱动(细分电压控制)以实现更精细的步长调整。
丝杠/直线电机:
调整步进电机的步距角(1.8°、0.9°)或微步模式(如 1/16 步)控制步长。
增加机械减速比,提高步长分辨率。
以上就是卓聚科技提供的如何正确调节纳米位移台的速度和步长的介绍,更多关于位移台的问题请咨询