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為什么納米位移臺在低速運動時容易抖動?

納米位移臺在低速運動時容易出現(xiàn)抖動,主要原因可以歸結為以下幾點:
1. 靜摩擦(stick-slip效應)
在低速運動時,靜摩擦力起主導作用。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,是低速抖動常見的根源。
2. 驅動器分辨率限制
如果位移臺使用步進式驅動(如壓電陶瓷步進器、步進電機等),在低速時,步長或脈沖分辨率不足,導致運動呈現(xiàn)離散跳躍,而不是連續(xù)平滑移動。
小范圍內無法細致過渡,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
在低速運動下,驅動電壓、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,從而導致位置不穩(wěn)定和輕微抖動。
5. 機械結構微小松動或彈性變形
導軌、滑塊、聯(lián)接件如果存在極小的松動或者彈性回彈效應,會在低速驅動下因力的變化而產(chǎn)生細小抖動。
機械結構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動,壓電元件在低速下的滯回(Hysteresis)和蠕變(Creep)效應更加明顯,容易導致響應遲滯、抖動現(xiàn)象。

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