3 通道压电叠堆控制器

NPC3 和 NPC3SG 压电叠堆控制器最多允许控制 3 个轴。NPC3SG 型适用于带应变计位置反馈的纳米定位产品。支持开环（电压）控制和闭环（位置）控制。在这两种情况下，监视器会输出一个与实际位置成比例的电压信号 （0-10V）。由于压电元件的开环响应快于闭环响应，因此当通过监视器输出监视位置时，使用开环电压控制对于某些应用来说可能更有利。NPC3 型仅支持开环运行，并且不会读取应变计反馈。

闭环压电系统的动态特性取决于许多因素，其中最重要的是压电系统中压电材料的有效载荷和弹性常数。伺服回路确保着位置控制的精确，而控制回路滤波器的设置则对系统的动态性能和稳定性具有显著的影响。不幸的是，高动态性和高位置稳定性彼此冲突，特别是需要移动大型载荷时。通常，Newport 电子产品经过优化，在静态条件下和范围广泛的各种载荷条件下均可达到最高水平的定位精度。如有需要，可以根据应用的工作带宽和稳定性要求对控制回路参数进行优化（基于质量、惯性、有效载荷刚度和施加的外力）。下表总结了所有带有应变计反馈和标准控制器设置的 Newport 纳米定位产品的闭环阶跃响应时间。该阶跃响应时间在工厂验收测试时经过调整。闭环阶跃响应时间定义为任意位移（最多为标称闭环范围的步长）所需的最大时间，其稳定度为 ±1％，最大位置过冲为 10％，且通过阻尼确保稳定度优于 ±0.1％，在 10X 阶跃响应时间后测量。阶跃响应时间根据列出的测试载荷进行调整。对于纳米聚焦物镜位移台 NPO100SG，举例来说，在 80 ms 内可以使 135 g 的物镜实现稳定性为 ±100 nm 的 100 µm 阶跃位移。如上所述，使用自定义控制器设置时，性能可能会有显著不同。

在开环情况下，压电促动器可以在大约第一谐振频率对应周期的三分之一时间内达到其标称位移。我们所有设备的谐振频率均适用于不同载荷，请参见各产品页面上的规格参数。对于其间的载荷，可以假设载荷和谐振频率之间存在线性关系。例如：载荷为 105 g 时，纳米定位线性位移台 NPXYZ100 在 z 轴方向上的谐振频率为 250 Hz。可在 1.3 ms 内达到其标称位移。当尖锐的电脉冲激发响应时，各级谐振频率将受激，导致阻尼振荡，位置过冲。因此，较短的电脉冲可能导致较大的超高程，但不会缩短上升时间。

快速开环操作的另一个边界是由压电放大器提供的电流。图中显示可由 NPC3 和 NPC3SG 放大器提供的最大正弦频率，即表示压电换能器电容和电压幅度对应关系的函数。