
為什么納米位移臺在低速運(yùn)動時容易抖動?
納米位移臺在低速運(yùn)動時容易出現(xiàn)抖動,主要原因可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn):
1. 靜摩擦(stick-slip效應(yīng))
在低速運(yùn)動時,靜摩擦力起主導(dǎo)作用。位移臺可能在克服靜摩擦力后突然滑動一小段距離,再次停滯,形成微小的跳動。
這種”卡住-滑動-卡住”的現(xiàn)象就是stick-slip效應(yīng),是低速抖動常見的根源。
2. 驅(qū)動器分辨率限制
如果位移臺使用步進(jìn)式驅(qū)動(如壓電陶瓷步進(jìn)器、步進(jìn)電機(jī)等),在低速時,步長或脈沖分辨率不足,導(dǎo)致運(yùn)動呈現(xiàn)離散跳躍,而不是連續(xù)平滑移動。
小范圍內(nèi)無法細(xì)致過渡,從而表現(xiàn)為震顫或微跳。
3. 控制系統(tǒng)帶寬不足
位移臺的閉環(huán)控制系統(tǒng)(比如PID控制器)如果帶寬較低,無法及時響應(yīng)微小的位置變化。
低速時系統(tǒng)輸出微弱,控制精度要求又高,反饋滯后容易引發(fā)小幅度的震蕩。
4. 系統(tǒng)噪聲影響
在低速運(yùn)動下,驅(qū)動電壓、電流信號變得非常微弱,容易受到外部電磁干擾、電源噪聲影響。
這些噪聲在控制信號中表現(xiàn)得更明顯,從而導(dǎo)致位置不穩(wěn)定和輕微抖動。
5. 機(jī)械結(jié)構(gòu)微小松動或彈性變形
導(dǎo)軌、滑塊、聯(lián)接件如果存在極小的松動或者彈性回彈效應(yīng),會在低速驅(qū)動下因力的變化而產(chǎn)生細(xì)小抖動。
機(jī)械結(jié)構(gòu)不夠剛性也是低速不穩(wěn)的潛在來源。
6. 壓電材料本身的滯回和蠕變特性
如果使用壓電陶瓷驅(qū)動,壓電元件在低速下的滯回(Hysteresis)和蠕變(Creep)效應(yīng)更加明顯,容易導(dǎo)致響應(yīng)遲滯、抖動現(xiàn)象。