مدل سازی دینامیکی و کنترل یک سیستم موقعیت دهنده دو محوره با دقت نانومتری

امروزه سکوهای موقعیت دهنده با دقت نانو از جایگاه خاصی در صنایع پیشرفته برخوردارند. در این مقاله سعی بر مدل سازی دینامیکی و کنترل یک سکوی موقعیت دهنده با دقت نانو شده است. این سکو در دانشگاه صنعتی شریف طراحی اولیه ی آن صورت گرفته و در این مرحله به بررسی دینامیکی و کنترلی آن پرداخته شده است. در پژوهش حاضر، مکانیزم به صورت دوبعدی در نظر گرفته شده و عملگرها در این مرحله به صورت ایده آل فرض شده اند. برای مدل سازی دینامیکی و خطی سازی سیستم از قسمت simmechanics نرم افزار Matlab کمک گرفته شده است. طراحی کنترلر نیز توسط ابزار Control system designer نرم افزار Matlab نیز صورت گرفته است. برای بررسی صحت مدل سازی، دو نوع بارگذاری خاص که جواب آن به خاطر تقارن موجود در مکانیزم مورد انتظار است اعمال شد و جواب های به دست آمده با جواب مدنظر مطابقت داشت. برای به دست آوردن سیستم خطی، از بخش Linear Analysis نرم افزار Matlab استفاده شده و سیستم خطی به دست آمده است. مدل خطی به دست آمده دارای 20 متغیر حالت است. این سیستم دارای صفر و قطب سمت راستی نمی باشد. کنترلر موردنظر که به کمک Control system designer طراحی شده تنها شامل یک انتگرال گیر می باشد. جواب به دست آمده از این کنترلر مشابه سیستم مرتبه ی یک بود. در نهایت برای سیستم طراحی شده یک مسیر دایره ای به عنوان مسیر مرجع به ورودی سیستم مداربسته داده شده و خطایی در حد 60 نانومتر در زمان کوتاهی به دست آمد که با توجه به ساده بودن کنترلر طراحی شده جواب مناسبی می باشد.