三自由度压电球形微操作手驱动机理及控制方法的研究

微操作机器人在微型零件装配、微机电系统（MEMS）组装、微外科手术、生物工程、光学工程等领域具有广泛的应用前景，微操作手是微操作机器人的重要组成部分。建立基于粘滑运动原理的三自由度球形压电微操作手的数学建模，重点研究操作手的粘滑驱动动态过程，从而解决该类微操作手运动初期扰动、球心振动及运动折返区扰动的问题；建立和分析四分压电陶瓷管驱动器的力学模型、模态振型及瞬态响应，建立压电陶瓷管驱动器的电学模型，分析其电学响应，为微操作手动力学分析及控制奠定基础；对微操作手基体动力学进行研究，建立操作手基体结构的动力学模型，基于此模型对整体结构进行动态设计，以及以整体结构的固有频率等动态性能指标作为优化目标进行尺度综合；采用PSD等高精度传感器，建立微操作器的集成式位姿传感器，实现内部闭环控制，研究可行的系统运动控制方法，并进行各种控制方法的比较研究。