基于H-like模型的压电陶瓷作动器内模控制

发布时间：2025-01-10 23:22

　　 针对压电陶瓷作动器的率相关特性降低应用端控制精度的问题,该文研究了基于Hammerstein-like模型的内模控制策略。其中非线性部分由最小二乘支持向量机模型表示,动态线性部分由自回归历遍模型表示。在此基础上构建了系统逆模型,设计了内模控制器以实现对压电陶瓷作动器的跟踪控制,最后通过实验平台进行了验证。实验结果表明,实时跟踪100 Hz内的期望信号相对误差均小于10%,证明了所设计内模控制方案的有效性。

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【部分图文】：

图1 Hammerstein-like模型结构图

Hammerstein-like模型是在传统Hammerstein模型基础上发展得到的,它将传统模型中的静态非线性环节调整为动态以对压电陶瓷作动器率相关特性进行更好的描述。模型结构如图1所示,分别以LS-SVM和ARX模型来表示模型的迟滞非线性部分和线性动态部分。图中,u,y分别....

图2 内模控制结构图

内模控制器建立在系统逆模型基础上,其结构简单,需要调节的变量少,更易于应用到工程实践中。Hammerstein-like模型是块连接结构,其逆模型分别针对非线性部分和线性动态部分建立。内模控制结构图如图2所示。图中,M为作动器辨识模型,N为Hammerstein-like模型非线....

图3 实验设备

图3为压电陶瓷作动器实验系统设备,主要由作动器、驱动电源、电涡流传感器、dSPACE4部分组成。在实验过程中,采样频率为10kHz,信号由Simulink方框图下载传输至dSPACE系统中,进行D/A转换后由驱动电源实现对压电陶瓷作动器的驱动,作动器与电涡流传感器相连,传感器....

图4 60 Hz建模结果

通过实验数据采集系统测得压电陶瓷作动器单一频率(1～100Hz)及复合频率(10Hz/20Hz/…/90Hz、20Hz/40Hz/60Hz/80Hz、30Hz/60Hz/90Hz)下的输入、输出数据对,分别与对应频率的模型输出进行比较。图4～6分别为不同频率....

本文编号：4025585