Experimental validation of complex non-minimum phase zeros in a flexure mechanism
Experimental validation of complex non-minimum phase zeros in a flexure mechanism
复制标题
弯曲机构中复杂非最小相位零点的实验验证
DOI：
10.1016/j.precisioneng.2019.08.002
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Awtar, Shorya
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cui, Leqing;Awtar, Shorya
在本文中，我们提出了一个实验装置的设计，验证了在特定条件下柔性机构中复杂非最小相位（CNMP）零的存在性。利用该装置，实验研究了由两个双平行四边形弯曲模组（DPFM）组成的轻阻尼、名义对称的XY弯曲机构在改变工作点和参数不对称的情况下的动力学。虽然在分析研究中已经报道了CNMP零，但基于模型的预测的直接实验验证提出了几个挑战，并且在文献中很少见。所提出的实验装置设计所面临的挑战包括隔离感兴趣的特定动力学，同时最大限度地减少外来动力学，避免系统中的摩擦和反弹，以提供干净和可重复的测量，以及采用简单实用的传感和驱动方法。该实验装置用于获得X方向频率响应测量，从而记录CNMP零的存在或不存在，同时改变Y方向工作点和两个dpfm之间的质量不对称性。在特定条件下存在CNMP零的实验证据与先前基于模型的预测非常吻合。
In this paper, we present the design of an experimental setup that validates the existence of complex non-minimum phase (CNMP) zeros in a flexure mechanism under specific conditions. Using this setup, the dynamics of a lightly damped, nominally symmetric XY flexure mechanism comprising two double parallelogram flexure modules (DPFM) is experimentally studied while varying the operating point and parametric asymmetry. While CNMP zeros have been reported in analytical studies, a direct experimental validation of model-based prediction poses several challenges and is rare in the literature. The challenges addressed in the presented experimental setup design include isolating the specific dynamics of interest while minimizing extraneous dynamics, avoiding friction and backlash in the system to offer clean and repeatable measurements, and employing simple and practical sensing and actuation methods. This experimental setup is used to obtain X direction frequency response measurements and thereby record the presence or absence of CNMP zeros, while varying the Y direction operating point and the mass asymmetry between two DPFMs. This experimental evidence of the existence of CNMP zeros under specific conditions agrees well with the previous model-based predictions.
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通讯作者：
Awtar, Shorya