
纳米位移台运动时信号抖动原因
纳米位移台运动时信号抖动,一般指位置反馈、电流、电压或测量信号出现高频波动或随机噪声,常见原因主要集中在以下几方面(按实际工程中出现频率):
机械共振被激发
运动速度、加速度或扫描频率接近位移台固有频率,柔性铰链或台体产生微振动,直接反映到位置或传感信号上。典型特征是抖动有固定频率,速度一变频率也变。
控制环增益过高或相位裕度不足
闭环 PID 参数过激,尤其是 P、I 偏大,系统处于“准振荡”状态。静止时还好,一运动就开始抖。
控制带宽与运动指令不匹配
指令变化太快(高加速度、陡波形),控制器跟不上,导致跟踪误差在反馈中表现为抖动。
传感器噪声本身较大
电容、应变、光栅等传感器受电磁干扰、前端放大器噪声、线缆屏蔽不良影响。抖动幅值小但频率高,且与速度相关性不强。
采样与控制不同步
ADC 采样、控制计算和输出更新不同步,或存在固定延迟,运动时误差被周期性放大,看起来像规则抖动。
驱动放大器噪声或电源纹波
高压压电驱动器本身的开关噪声、电源纹波,会直接叠加到位移响应上。
机械装配松动或预紧不足
微小间隙在动态载荷下反复释放,信号表现为不规则抖动,重复性差。
外界振动耦合
地面振动、真空泵、风扇、气流等,通过结构传到位移台,运动时更容易被放大。
数字滤波设置不当
滤波太弱抑噪不足,太强又引入相位滞后,闭环中反而诱发抖动。