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三自由度压电偏摆台耦合迟滞模型建模与逆补偿
被引量:
1
1
作者
司马津甫
赖磊捷
+2 位作者
李朋志
方宇
朱利民
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第20期2964-2974,共11页
为了解决三自由度压电驱动纳米偏摆台中的多轴耦合与迟滞问题,设计了一种可以同时表征多个压电驱动器间耦合效应及其自身迟滞效应的耦合迟滞模型,并利用其逆模型进行前馈补偿以提升平台的定位和轨迹跟踪精度。首先,搭建了三自由度压电...
为了解决三自由度压电驱动纳米偏摆台中的多轴耦合与迟滞问题,设计了一种可以同时表征多个压电驱动器间耦合效应及其自身迟滞效应的耦合迟滞模型,并利用其逆模型进行前馈补偿以提升平台的定位和轨迹跟踪精度。首先,搭建了三自由度压电驱动偏摆台的控制系统并建立其运动学模型,将末端平台三自由度运动转化为三个压电驱动器的输出。然后,建立基于Prandtl-Ishlinskii模型的耦合迟滞模型,并对该模型及其逆模型的参数进行辨识。最后,通过开环逆模型前馈补偿来验证模型的有效性,并利用结合逆模型前馈和反馈的复合控制方法进行轨迹跟踪控制。实验结果表明:逆模型开环前馈补偿使三个压电驱动器间最大耦合位移均降低了70%以上,证明了所建立耦合迟滞模型的有效性,结合闭环反馈的复合控制方法对空间轨迹进行跟踪的最大均方根误差仅为0.06 mrad和0.42μm,相比单纯闭环反馈分别减少了72%和87.5%,最大误差也减少了76%以上,有效消除了平台中耦合迟滞的影响,提高了平台的定位精度。
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关键词
压电偏摆台
压电
驱动器
耦合迟滞模型
逆补偿
跟踪控制
下载PDF
职称材料
压电偏摆台的复合控制
被引量:
3
2
作者
张东岳
王伟国
+2 位作者
张振东
李博
陈健
《压电与声光》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期40-43,共4页
由于压电陶瓷具有迟滞效应,为了更好地控制压电偏摆台,减少迟滞效应对控制系统的影响,首先通过坐标变换对偏摆台建立了Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,然后求解其逆模型,并设计前馈控制器,使输入、输出角度间具有较好的线性关系。最后...
由于压电陶瓷具有迟滞效应,为了更好地控制压电偏摆台,减少迟滞效应对控制系统的影响,首先通过坐标变换对偏摆台建立了Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,然后求解其逆模型,并设计前馈控制器,使输入、输出角度间具有较好的线性关系。最后在此基础上进行比例-积分-微分(PID)反馈控制,构成复合控制系统,大幅度提高了定位精度。实验结果表明,最大定位误差为2.2μrad,具有良好的控制效果。
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关键词
迟滞
压电偏摆台
PI迟滞模型
逆模型
复合控制
下载PDF
职称材料
题名
三自由度压电偏摆台耦合迟滞模型建模与逆补偿
被引量:
1
1
作者
司马津甫
赖磊捷
李朋志
方宇
朱利民
机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
格鲁斯特大学计算与工程学院
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第20期2964-2974,共11页
基金
国家自然科学基金重点项目资助(No.U2013211)
国家自然科学基金青年科学基金资助项目(No.51605275)
+1 种基金
上海市自然科学基金项目(No.21ZR1426000)
机械系统与振动国家重点实验室课题资助项目(No.MSV202210)。
文摘
为了解决三自由度压电驱动纳米偏摆台中的多轴耦合与迟滞问题,设计了一种可以同时表征多个压电驱动器间耦合效应及其自身迟滞效应的耦合迟滞模型,并利用其逆模型进行前馈补偿以提升平台的定位和轨迹跟踪精度。首先,搭建了三自由度压电驱动偏摆台的控制系统并建立其运动学模型,将末端平台三自由度运动转化为三个压电驱动器的输出。然后,建立基于Prandtl-Ishlinskii模型的耦合迟滞模型,并对该模型及其逆模型的参数进行辨识。最后,通过开环逆模型前馈补偿来验证模型的有效性,并利用结合逆模型前馈和反馈的复合控制方法进行轨迹跟踪控制。实验结果表明:逆模型开环前馈补偿使三个压电驱动器间最大耦合位移均降低了70%以上,证明了所建立耦合迟滞模型的有效性,结合闭环反馈的复合控制方法对空间轨迹进行跟踪的最大均方根误差仅为0.06 mrad和0.42μm,相比单纯闭环反馈分别减少了72%和87.5%,最大误差也减少了76%以上,有效消除了平台中耦合迟滞的影响,提高了平台的定位精度。
关键词
压电偏摆台
压电
驱动器
耦合迟滞模型
逆补偿
跟踪控制
Keywords
tip-tilt-piston piezoelectric stage
piezoelectric actuator
coupled hysteresis model
inverse compensation
tracking control
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
压电偏摆台的复合控制
被引量:
3
2
作者
张东岳
王伟国
张振东
李博
陈健
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学研究生院
出处
《压电与声光》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期40-43,共4页
基金
吉林省重大科技攻关专项基金资助项目(No.20126015)
文摘
由于压电陶瓷具有迟滞效应,为了更好地控制压电偏摆台,减少迟滞效应对控制系统的影响,首先通过坐标变换对偏摆台建立了Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,然后求解其逆模型,并设计前馈控制器,使输入、输出角度间具有较好的线性关系。最后在此基础上进行比例-积分-微分(PID)反馈控制,构成复合控制系统,大幅度提高了定位精度。实验结果表明,最大定位误差为2.2μrad,具有良好的控制效果。
关键词
迟滞
压电偏摆台
PI迟滞模型
逆模型
复合控制
Keywords
hysteresis
piezoelectric oscillating table
PI hysteresis model
inverse model
compound control
分类号
TN304.9 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
三自由度压电偏摆台耦合迟滞模型建模与逆补偿
司马津甫
赖磊捷
李朋志
方宇
朱利民
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
2
压电偏摆台的复合控制
张东岳
王伟国
张振东
李博
陈健
《压电与声光》
CAS
CSCD
北大核心
2017
3
下载PDF
职称材料
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