亚微米级运动平台结构优化及实现

为实现一种直流电机驱动的亚微米级运动平台的设计,并尽量减小其运动误差,采用Simulink-M文件混合仿真的方法,结合Stribeck摩擦模型,探讨运动平台丝杠、同步带的相关结构、精度参数对运动平台精度的影响。通过分析并针对实际使用的要求,进行平台最优结构设计。使用EMAC200控制器和XL-80激光干涉系统对运动平台进行实际测试。研究结果表明:运动平台误差主要受丝杠导程、同步带传动比及它们精度的影响;随着导程减小,传动比增大,精度提高,稳态误差呈减小趋势;当行程为1 mm时,稳态误差在±1.5μm之内,并且可以达到50 nm的实际分辨率;通过Simulink-M文件混合仿真方法,可以实现精密运动平台这种复杂非线性系统的结构优化,提高系统实际的定位精度。