MFC致动器的动态迟滞模型辨识及补偿控制

摘要：

压电宏纤维(marco fiber composite,MFC)具有柔性好、变形能力强的优点,但MFC致动器驱动的柔性臂的迟滞非线性严重影响系统定位精度.提出一种具有非对称性的改进Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,解决经典PI迟滞模型的缺陷(对称性);该模型基于经典PI迟滞模型,叠加一系列不同权重、不同阈值的双边死区算子获得,基于最小二乘法的迟滞模型辨识结果表明,改进PI迟滞模型对MFC致动器的迟滞建模误差从PI迟滞模型误差的16.06％降到5.58％.另外,建立系统的离散传递函数模型来描述系统的线性动态特性,并与改进PI迟滞模型串联得到组合模型,解决纯迟滞模型仅能描述低频、准静态情况下的迟滞特性问题.在前馈补偿下,对MFC致动的柔性臂进行正弦波轨迹跟踪试验,测得补偿后实测位移与期望跟踪位移基本吻合,跟踪精度达到93.62％以上.试验结果证明,所提出的改进PI迟滞模型、离散传递函数模型及补偿方法的有效性.

关键词：压电宏纤维(MFC)、迟滞非线性、双极性非对称、改进Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型、离散传递函数模型、前馈补偿

所属期刊栏目：41

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

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;宁波市自然科学基金;宁波市科技创新重大专项;浙江省教育厅科研项目

在线出版日期：2022-06-17（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：301-308