走向精密机电一体化中的主动热机械控制

下一代机电一体化系统是基础设施的重要组成部分，可促进高科技制造，生命科学和医疗行业的技术进步和创新。这些系统对精度和吞吐量有很高的要求，这意味着对热引起的变形的被动隔离方法已不再足够。博士 TU / e机械工程系的候选人恩佐·埃弗斯(Enzo Evers)通过在建模，致动和控制领域做出贡献，追求了主动热机械控制方法的想法。他为自己的博士学位辩护。1月7日发表论文。

要满足对机电系统不断增长的需求，就需要基于系统概念的先进控制方法和复杂的设计。多年来，精密机电一体化的先进运动控制取得了令人瞩目的进展。当今的运动系统能够定位到纳米级。这些进步的结果是，几乎可以完全补偿任何定位误差。这意味着热引起的变形现在已经可以忽略不计：它们对整个系统的性能有更明显的损害，必须予以考虑。

现在，像Evers这样的研究人员不再依靠被动隔离方法，而是在研究主动方法来引起热变形。主动方法包括通过精确的建模和控制来预测和控制热致变形。这使整个系统的性能水平超出了传统的基于缓解的方法的水平，后者基于通过机械设计和与环境的被动隔离来缓解变形。

在他的博士学位 在研究中，Evers为热力机械系统提供了一种全面的建模方法，该方法可显着减少识别系统所需的时间。这种建模方法使用的是瞬态数据，否则现有方法将丢弃这些数据。Evers还开发了用于Peltier元素建模和控制的完整框架。这些热电元件可以加热和冷却，从而可以在系统中性能关键的位置进行双向温度控制。最终，Evers创建了一种系统的方法来适当地耦合一组子系统。这改善了它们的综合性能，并允许利用机械控制系统来补偿热引起的变形。

本文的贡献为工业从业者提供了一套全面的工具和技术，以朝着精密机电一体化中的主动热机械控制方法发展。该技术已经与高级热控制协会内部的合作伙伴成功地应用于一些实验性工业应用。