安泰電子功率放大器在壓電疊堆大力矩微位移平臺(tái)中測(cè)試應(yīng)用

微位移定位工作平臺(tái)在光電子器件或集成電路加工以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著極其重要的作用。運(yùn)用壓電疊堆設(shè)計(jì)制造的微位移定位工作平臺(tái)能提供大行程、大力矩、小體積和快速響應(yīng)的工作特性，但是由于壓電材料帶來的滯后和蠕變非線性特點(diǎn)，導(dǎo)致在使用中受到一定的限制。本文運(yùn)用Labview和Matlab軟件，對(duì)基于壓電疊堆的大力矩微位移平臺(tái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，提高微位移平臺(tái)工作的穩(wěn)定性和定位精度。

微位移平臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：Labview、驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)理電路、功率放大器、位移傳感器、采集信號(hào)調(diào)理電路和電源。

實(shí)驗(yàn)過程：

微位移平臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)用位移傳感器測(cè)出微位移平臺(tái)的位移情況，經(jīng)采集信號(hào)調(diào)理電路將信號(hào)轉(zhuǎn)化為Labview能識(shí)別的電壓信號(hào)，然后Labview根據(jù)預(yù)先設(shè)定的位移值經(jīng)分析計(jì)算后，將分析結(jié)果輸出并經(jīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)理電路和功率放大器變?yōu)槲灰破脚_(tái)中壓電疊堆能取用的電壓。運(yùn)用Labview強(qiáng)大的控制和計(jì)算分析功能，以及設(shè)計(jì)的簡便靈活，可以在實(shí)際中根據(jù)需要選用合適的控制方式，實(shí)現(xiàn)微位移平臺(tái)快速準(zhǔn)確的定位。

壓電疊堆產(chǎn)生大位移需要輸入電壓達(dá)到200V，一般信號(hào)發(fā)生器或者電源都無法滿足要求，因此需要一款高速、寬頻帶、高電壓輸出的功率放大器。ATA-4052功率放大器能處理從直流到500kHz的信號(hào)，是一種高速、寬頻帶、高電壓輸出的雙極性功率放大器。電壓和電流可以正負(fù)極性自由地四象限輸出，所以對(duì)于電容性負(fù)荷、電感性負(fù)荷都能夠穩(wěn)定動(dòng)作。

ATA-4000系列功率放大器的特點(diǎn)是高速、寬頻帶（直流-500kHz）、高上升速率；高電壓輸出大300Vpp，可設(shè)置直流偏置，有良好的階躍響應(yīng)，低輸出阻抗；

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

增量型PID的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特性測(cè)試，方波響應(yīng)結(jié)果：

正弦波響應(yīng)實(shí)測(cè)結(jié)果：

三角波響應(yīng)實(shí)測(cè)結(jié)果：