走向精密機電一體化中的主動熱機械控制

下一代機電一體化系統是基礎設施的重要組成部分，可促進高科技制造，生命科學和醫療行業的技術進步和創新。這些系統對精度和吞吐量有很高的要求，這意味著對熱引起的變形的被動隔離方法已不再足夠。博士 TU / e機械工程系的候選人恩佐·埃弗斯(Enzo Evers)通過在建模，致動和控制領域做出貢獻，追求了主動熱機械控制方法的想法。他為自己的博士學位辯護。1月7日發表論文。

要滿足對機電系統不斷增長的需求，就需要基于系統概念的先進控制方法和復雜的設計。多年來，精密機電一體化的先進運動控制取得了令人矚目的進展。當今的運動系統能夠定位到納米級。這些進步的結果是，幾乎可以完全補償任何定位誤差。這意味著熱引起的變形現在已經可以忽略不計：它們對整個系統的性能有更明顯的損害，必須予以考慮。

現在，像Evers這樣的研究人員不再依靠被動隔離方法，而是在研究主動方法來引起熱變形。主動方法包括通過精確的建模和控制來預測和控制熱致變形。這使整個系統的性能水平超出了傳統的基于緩解的方法的水平，后者基于通過機械設計和與環境的被動隔離來緩解變形。

在他的博士學位 在研究中，Evers為熱力機械系統提供了一種全面的建模方法，該方法可顯著減少識別系統所需的時間。這種建模方法使用的是瞬態數據，否則現有方法將丟棄這些數據。Evers還開發了用于Peltier元素建模和控制的完整框架。這些熱電元件可以加熱和冷卻，從而可以在系統中性能關鍵的位置進行雙向溫度控制。最終，Evers創建了一種系統的方法來適當地耦合一組子系統。這改善了它們的綜合性能，并允許利用機械控制系統來補償熱引起的變形。

本文的貢獻為工業從業者提供了一套全面的工具和技術，以朝著精密機電一體化中的主動熱機械控制方法發展。該技術已經與高級熱控制協會內部的合作伙伴成功地應用于一些實驗性工業應用。