Аналіз методів використання багатокоординатних систем мікропозиціонування з п’єзоактюаторами

Abstract

У роботі проведено аналіз методів використання багатокоординатних систем мікропозиціонування на основі п’єзоелектричних актюаторів, призначених для виконання високоточних мікро- та нанопереміщень. Розглянуто сучасні тенденції розвитку систем точного позиціонування, що застосовуються в мікро- і нанотехнологіях, медичній техніці, біологічних дослідженнях, лазерних та плазмових технологіях. Проаналізовано переваги використання п’єзоелектричних виконавчих елементів, які забезпечують високу роздільну здатність, швидкодію та нечутливість до впливу магнітних полів. Досліджено принципи побудови багатокоординатних систем мікропозиціонування з паралельною кінематикою та особливості застосування біморфних п’єзоелектричних актюаторів у модулях точних переміщень предметних столиків мікроскопів. Обґрунтовано доцільність використання дворівневої структури систем позиціонування, що поєднує модулі грубих і точних переміщень для забезпечення широкого діапазону переміщень та високої точності позиціонування. Показано переваги застосування пружних напрямних, ємнісних датчиків переміщення та удосконалених алгоритмів керування на основі ПІД-регулювання для підвищення швидкодії та точності роботи системи. Встановлено, що використання п’єзоактюаторів дозволяє суттєво розширити функціональні можливості мікроманіпуляційних комплексів і забезпечити точність позиціонування на рівні десятих часток мікрометра.