
納米位移臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向切換時(shí)的延遲原因
納米位移臺(tái)在運(yùn)動(dòng)方向切換時(shí)出現(xiàn)延遲,通常不是控制器“反應(yīng)慢”,而是系統(tǒng)在方向反轉(zhuǎn)瞬間需要克服一系列物理和控制因素。
常見的是反向間隙和預(yù)緊釋放。電機(jī)絲桿臺(tái)、交叉滾子導(dǎo)軌等結(jié)構(gòu)在正反向切換時(shí),需要先消除間隙或重新建立預(yù)緊力,這段過程位移指令已經(jīng)變化,但實(shí)際位置還沒開始動(dòng),看起來就像有延遲。
摩擦特性變化也會(huì)造成延遲。正向運(yùn)動(dòng)時(shí)處于動(dòng)摩擦狀態(tài),切換方向后會(huì)短暫回到靜摩擦,需要更大的驅(qū)動(dòng)力才能起動(dòng),這個(gè)起動(dòng)過程在微小位移和低速時(shí)尤為明顯。
閉環(huán)控制中的死區(qū)和濾波同樣會(huì)引入延遲。為了抑制噪聲,控制器往往對(duì)反饋信號(hào)做濾波或設(shè)置死區(qū),方向切換時(shí)的小位移變化被“吃掉”,直到誤差累積到一定程度才開始動(dòng)作。
對(duì)壓電納米位移臺(tái)來說,遲滯和蠕變是重要原因。反向驅(qū)動(dòng)電壓后,位移不會(huì)立刻線性反向,而是經(jīng)歷一個(gè)緩慢過渡區(qū),表現(xiàn)為方向切換不跟手。
速度規(guī)劃和加減速設(shè)置也會(huì)讓延遲變得明顯。如果控制器在反向前強(qiáng)制減速到零,再重新加速,低速段被拉長(zhǎng),就會(huì)感覺方向切換“頓一下”。
還有就是外部因素。負(fù)載過大、線纜拖拽力、臺(tái)面微振動(dòng),都會(huì)在反向瞬間抵消部分驅(qū)動(dòng)力,放大延遲現(xiàn)象。