精密定位在精密機械領域中扮演重要角色，如快速光學反射鏡本體為一精密定位平台，搭配其精密定位系統應用於雷射加工技術中。過去的定位平台相關研究多以撓性機構設計，但撓性結構的剛性設計導致平台體積龐大、結構複雜、且難以調整其動態特性，若定位平台的性能需求更改，往往需要重新設計撓性結構，使得建造成本提高。因此有學者提出了以橡膠軸承引入定位平台設計之概念，相較於撓性機構，橡膠軸承的體積小且形狀簡單，可容易設計定位平台的非等向剛性，且透過給予橡膠軸承壓縮預力，可調整橡膠軸承的剪切剛性，因此善加利用此特性，即可建立出一可調整動態特性之定位平台，在不同工作需求中可輕易調整平台特性，大幅降低平台建造成本，但過往沒有將此特性應用於定位平台的相關研究。鑒於此問題，本論文設計並建立以最少致動器驅動之可調整剛性之三軸橡膠軸承定位平台，透過調整橡膠軸承壓縮位移進行平台動態測試，成?使平台特定軸向剛性受到影響，成?實現橡膠軸承定位平台之可調整動態特性之特點，控制器設計部分，本研究採用積分式滑動模態控制器(ISMC)結合抑制耦合補償器，使平台於Y軸、θ_X軸與θ_Z軸的控制頻寬達到250Hz、106Hz與128Hz，定位精度107nm、1 5μrad與0 9μrad，且藉由調整橡膠軸承剛性，Y、θ_X與θ_Z定位軸最佳控制頻寬為307Hz、114Hz、166Hz，有效提升特定軸向之控制性能。本研究設計並實現一可調整剛性之三軸橡膠軸承精密定位平台，藉由調整剛性機制以調整平台動態特性，並針對平台黏彈模型與耦合擾動行為建立相對應之控制方法，並搭配可調整平台動態特性之特點，有效提升平台特定軸向之定位性能，作為橡膠軸承定位平台於精密定位領域中應用之參考基礎。
Analysis Design and Control of a Stiffness-Tunable 3-DOF Elastomeric Bearing Positioning Stage
麒安, 陳. (Author). 2020
學生論文: Doctoral Thesis