压电陶瓷作动器非对称迟滞建模与内模控制

摘要：

压电陶瓷作动器被广泛应用于精密定位和控制中,但其本身存在的非对称迟滞非线性特性,严重影响了系统的定位和控制精度.针对这一问题,提出了一种基于广义Bouc-Wen模型的非对称迟滞建模方法,并利用差分进化算法辨识模型参数;基于所建的广义Bouc-Wen模型构建了其具有解析形式的迟滞逆模型,并设计了内模控制方案实现对压电陶瓷作动器的精密跟踪控制;最后在压电陶瓷作动器实验平台,对所提出的建模和控制方案进行了实验验证.对压电陶瓷作动器的建模结果表明,系统建模误差均小于0.051 0,比经典Bouc-Wen模型的建模误差降低约21％～46％;对100 Hz内幅值为20μm的期望位移信号的控制实验结果表明,所提出的控制方法具有良好的实时跟踪性能和跟踪控制精度.对100 Hz期望信号的跟踪控制均方根误差为0.491 6 μm,相对误差为0.040 2μm,可以很好地满足实际工程需要.

关键词：压电陶瓷作动器、迟滞非线性、非对称Bouc-Wen模型、内模控制

所属期刊栏目：26

分类号：TP273;TN384(自动化技术及设备)

资助基金：山西省青年科技研究基金资助项目201701D221108;山西省研究生教育改革资助项目2017JG77

在线出版日期：2019-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2484-2492