压电作动器的率相关迟滞建模与跟踪控制

作     者：王钰锋 郭咏新 毛剑琴 WANG Yu-feng;GUO Yong-xin;MAO Jian-qin

作者机构：空军大连通信士官学校辽宁大连116600 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(No.91016006 No.91116002) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NO.30420111109 30420120305) 新能源电力系统国家重点实验室开放课题(NO.LAPS13019) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2014年第22卷第3期

页      码：616-625页

摘      要：为了降低率相关迟滞特性对压电作动器的影响,研究了基于Hammerstein模型的建模方法和实时跟踪控制策略.以改进的Prandtl-Ishlinskii（MPI）模型表示静态非线性部分,以外因输入自回归模型（Autoregressive Model with Exogenous Input ARX）表示动态线性部分,建立了能够描述压电作动器率相关迟滞特性的Hammerstein模型.基于所建Hammerstein模型,设计了基于前馈自适应逆补偿和PI反馈的复合控制策略.最后,设计并实现了基于前馈逆补偿和PI反馈的复合控制策略来对比和验证所设计的控制策略的有效性.验证实验显示：采用文中设计的控制策略实时跟踪100 Hz以内,幅值为11 μm的单一频率信号和扫频信号以及变幅值的复合频率信号和正弦扫描信号时,均方根误差为0.280 8～0.437 3μm,相对误差为0.016 5～0.024 4,并且具有良好的实时性能.与基于前馈逆补偿和PI反馈的复合控制策略相比,提出的基于前馈自适应逆补偿和PI反馈的复合控制策略具有更高的跟踪精度.

主 题 词：压电作动器 率相关迟滞 Hammerstein模型 自适应逆 复合控制 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20142203.0616

馆 藏 号：203113505...