
为什么纳米位移台在低速运动时容易抖动?
纳米位移台在低速运动时容易出现抖动,主要原因可以归结为以下几点:
1. 静摩擦(stick-slip效应)
在低速运动时,静摩擦力起主导作用。位移台可能在克服静摩擦力后突然滑动一小段距离,再次停滞,形成微小的跳动。
这种”卡住-滑动-卡住”的现象就是stick-slip效应,是低速抖动常见的根源。
2. 驱动器分辨率限制
如果位移台使用步进式驱动(如压电陶瓷步进器、步进电机等),在低速时,步长或脉冲分辨率不足,导致运动呈现离散跳跃,而不是连续平滑移动。
小范围内无法细致过渡,从而表现为震颤或微跳。
3. 控制系统带宽不足
位移台的闭环控制系统(比如PID控制器)如果带宽较低,无法及时响应微小的位置变化。
低速时系统输出微弱,控制精度要求又高,反馈滞后容易引发小幅度的震荡。
4. 系统噪声影响
在低速运动下,驱动电压、电流信号变得非常微弱,容易受到外部电磁干扰、电源噪声影响。
这些噪声在控制信号中表现得更明显,从而导致位置不稳定和轻微抖动。
5. 机械结构微小松动或弹性变形
导轨、滑块、联接件如果存在极小的松动或者弹性回弹效应,会在低速驱动下因力的变化而产生细小抖动。
机械结构不够刚性也是低速不稳的潜在来源。
6. 压电材料本身的滞回和蠕变特性
如果使用压电陶瓷驱动,压电元件在低速下的滞回(Hysteresis)和蠕变(Creep)效应更加明显,容易导致响应迟滞、抖动现象。