基于Preisach模型的光纤定位单元R机构精定位的实现

摘要

下一代大规模光谱巡天测量项目,需要更小尺寸和高精度的光纤定位单元。本文提出了R-θ形式光纤定位单元的R机构精定位部分设计方案,通过使用叠堆式压电陶瓷并结合柔性铰链式杠杆位移放大机构,实现了R机构精定位部分的位置精度。为了尽量减小迟滞非线性对精定位精度的影响,采用经典的Preisach模型建立了放大后输出位移的驱动模型,并在此基础上进行了相应的优化。最终建立的精定位位移模型的平均误差在4μm以内,相比于最大40μm的非线性误差,误差得到了大幅度下降。实验结果表明,通过Preisach模型所建立的位移模型进一步提高了精定位的定位精度,满足了精定位的误差设计需求,同时也为后期粗定位留下了更大的设计空间。