在超精密氣浮定位平台研究工作中,對靜壓空氣軸承的安裝位置對系統影響的研究相對較少,本公司研製了一種新型機械結構的音圈直線電機氣浮導軌性能測試實驗台,實驗台導軌滑架採用焊接框架組合結構,實現不同類型氣浮軸承的更換及不同數量的氣浮軸承的安裝,形成不同結構布局的氣浮導軌,能夠滿足多種氣浮導軌的實驗研究,提高了氣浮導軌實驗台的利用率和使用範圍。此實驗台具有機械精度高、系統剛度大、結構穩定性好,安裝使用方便等特點。建立了雙邊直線電機驅動的H型氣浮精密定位平台,對該精密定位系統的氣浮導軌設計方法和雙邊直線電機同步運動控制等關鍵技術進行了研究。利用有限元法設計了氣浮導軌,分析了氣膜壓力場的分布情況,採用預加載技術提高氣浮導軌的承載能力和剛度等性能。靜態特性實驗表明,開發的定位平台氣浮導軌具有較高的承載能力和剛度,X、Y導軌的豎直方向靜剛度為XXX N/μm和XXXN/μm。設計了基於同步速度偏差的改進型並聯結構同步控制器,採用模糊控制實現PID參數的自適應在線整定。運動實驗表明,改進的控制器具有較高的同步控制精度,速度同步精度比一般同步控制提高了3倍多,適合於具有強機械耦合的多電機同步運動控制。H型直線電機氣浮定位平台具有承載能力強、精度高的優點,可以用於光刻機和光學檢測等精密工程領域。

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