压电柔顺微操作器的H∞反馈控制

摘要：

为保证压电柔顺微操作器的精准性和稳定性,以压电纤维驱动的单自由度柔性微操作器为例,首先,通过在传统Prandtl?Ishlinskii(简称PI)迟滞模型上串联死区算子,建立改进PI迟滞模型并设计相应前馈控制器;其次,将系统模型分解为线性可逆分量和有界分量,并构建权重函数和增广模型设计H∞反馈控制器,以保证系统的稳定性和精准性;最后,以压电纤维驱动的单自由度柔性微操作器为例,搭建实验测控系统.实验结果表明:在前馈控制下,压电柔顺微操作器的迟滞量从16.5％下降到4.4％,改进PI迟滞模型是可行的.当参考轨迹为阶跃和不同频率的正弦信号、甚至改变微操作器结构参数时,H∞反馈控制均能有效跟踪给定参考信号且相对控制误差较小,验证了所设计H∞反馈控制器的有效性.

关键词：柔顺微操作器、H∞反馈控制、压电纤维驱动器、迟滞模型

所属期刊栏目：43

分类号：TH113.1;TN384

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;浙江省自然科学基金资助项目;宁波市自然科学基金资助项目

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：144-151