走向精密机电一体化中的主动热机械控制

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。

在该项研究中，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。

本研究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。通过与先进热控制联盟(Advanced Thermal Control Consortium)的合作伙伴合作，该项技术已经成功应用于几个实验性工业。