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2016-12-2 閱讀(1447)
壓電陶瓷CAMOZZI執(zhí)行器遲滯建模及逆控制
壓電陶瓷CAMOZZI執(zhí)行器是新型的微位移定位器件，由于其具有響應(yīng)速度快、體積小、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、無磨損、無噪聲、高位移分辨率等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)、精密定位、納米生物工程、航空航天、儀器儀表等領(lǐng)域。但同時(shí)壓電陶瓷具有遲滯、蠕變等非線性特性，其中遲滯非線性會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的控制精度，研究壓電陶瓷CAMOZZI執(zhí)行器遲滯特性的建模及其控制具有重要的意義。
壓電陶瓷CAMOZZI執(zhí)行器遲滯建模及逆控制 以壓電陶瓷CAMOZZI執(zhí)行器微定位系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為研究對(duì)象，自適應(yīng)濾波器與壓電陶瓷遲滯算子相結(jié)合，主要研究了基于自適應(yīng)遞歸濾波器和自適應(yīng)格型濾波器的壓電陶瓷CAMOZZI執(zhí)行器遲滯非線性建模方法，并對(duì)其遲滯逆補(bǔ)償控制方法進(jìn)行探討研究。首先探討了自適應(yīng)遞歸濾波器的建模方法，然后利用壓電陶瓷遲滯Backlash算子代替延時(shí)算子，建立新型的自適應(yīng)遞歸濾波器模型，并在壓電陶瓷CAMOZZI執(zhí)行器微定位系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其遲滯建模能力。在此過程中，采用zui小均方(Least MeanSquare，LMS)自適應(yīng)算法來調(diào)節(jié)濾波器權(quán)值。然后，對(duì)自適應(yīng)遞歸濾波器進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，提出了基于自適應(yīng)格型濾波器的壓電陶瓷遲滯建模方法。研究了自適應(yīng)格型濾波器建模方法，為了便于觀測(cè)建模效果，提出了梯度自適應(yīng)格型聯(lián)合處理器的概念，其包含了梯度自適應(yīng)格型濾波部分和線性LMS組合部分。并對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)，采用歸一化LMS算法，從而提高建模精度和收斂速度。zui后用Backlash算子代替延時(shí)算子組成新的自適應(yīng)格型濾波器，并通過仿真驗(yàn)證其遲滯建模能力。此外，對(duì)文中建立的模型進(jìn)行了控制算法的研究，介紹了自適應(yīng)逆控制方法，主要探討了遲滯逆補(bǔ)償控制方法。在本文中主要運(yùn)用了逆模型串聯(lián)補(bǔ)償閉環(huán)控制和逆模型前饋補(bǔ)償閉環(huán)控制，并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，從而驗(yàn)證了其控制效果。
