Preisach逆模型补偿的压电陶瓷执行器自适应滑模控制

为了降低压电陶瓷执行器迟滞特性对纳米定位平台精度的影响,利用Preisach逆模型补偿迟滞特性,并针对逆模型未能完全补偿的迟滞特性、模型参数的不确定性以及其他扰动设计了自适应滑模控制律.仿真实验结果表明,与普通滑模控制器以及逆补偿PID控制器相比,逆补偿的自适应滑模控制器提高了定位系统的跟踪精度,对系统不确定性和外界扰动有较强的鲁棒性.

Preisach模型在压电驱动器中的应用研究

利用压电陶瓷的精密位移输出特性和可调节性设计出一种压电驱动器,由于压电陶瓷的迟滞特性容易导致压电驱动器输出位移的精确性。采用改进后的Preisach模型作为前反馈的PID控制系统对压电陶瓷驱动器的迟滞特性进行研究。研究表明,该控制系统可以有效地降低压电驱动器的非线性对位移输出特性的影响,从而提高压电驱动器输出位移的精确性。

压电陶瓷执行器迟滞的滑模逆补偿控制

为了降低迟滞特性对压电陶瓷执行器的影响,研究了基于Preisach逆补偿的滑模控制策略。首先,利用分类排序方法在控制平台上实现了迟滞的Preisach逆模型;然后,将其串联到压电陶瓷执行器前用于抵消迟滞非线性。考虑到迟滞逆补偿的非完全抵消、模型参数的不确定性以及扰动等问题,设计了一种分段边界层滑模控制律。最后,为了验证所设计的控制策略的有效性,设计并实现了逆补偿+PI控制器。实验结果表明,逆补偿+滑模控制提高了基于压电陶瓷执行器驱动的纳米定位系统的跟踪精度,其跟踪正弦输入的平均绝对误差为0.020 6μm。与逆补偿+PI控制策略相比,逆补偿+滑模控制对不同的输入信号有很好的适应性,保证了纳米定位平台的定位精度。