压电微夹钳的位移自感知反馈复合控制

作     者：崔玉国 蔡成波 娄军强 薛飞 郑军辉 Cui Yuguo;Cai Chengbo;Lou Junqiang;Xue Fei;Zheng Junhui

作者机构：宁波大学机械工程与力学学院宁波315211 

基　　金：国家自然科学基金(51175271) 浙江省高等学校中青年学科带头人学术攀登计划(pd2013091)项目资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2016年第37卷第2期

页      码：330-338页

摘      要：采用自感知方法获取压电微夹钳钳指位移,构成自感知反馈复合控制系统。根据反映钳指位移、表面电荷、夹持力、驱动电压之间关系的压电悬臂梁Smits方程,提出了基于电流积分的钳指位移自感知方法;引入死区算子对传统PI模型进行改进,建立了压电微夹钳钳指位移的迟滞模型;以对偏差的抛物线积分、对输出的先行微分分别代替常规PID控制器中的积分项和微分项,设计出了压电微夹钳的改进PID反馈控制器;将前馈控制器与PID反馈控制器相结合,并采用自感知反馈方式,设计出了压电微夹钳的闭环控制系统。实验结果表明：在自感知反馈复合控制作用下,压电微夹钳对5μm阶跃参考位移的响应时间为0.24 s,若不考虑噪声影响,稳态误差几乎为零;在最大位移为14.7μm的变幅值三角波参考位移以及最大位移为14.1μm的任意波形参考位移作用下,压电微夹钳的自感知反馈复合控制亦可取得良好的控制效果,其稳态误差中线在-0.02-0.04μm之间变化。自感知反馈控制的实验结果与传感器反馈控制基本相同,从而表明压电微夹钳的自感知反馈控制是有效的。

主 题 词：压电微夹钳 自感知反馈 迟滞模型 前馈控制 PID反馈控制 复合控制 

学科分类：080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.0254-3087.2016.02.013

馆 藏 号：203259166...