压电陶瓷非线性迟滞模型的研究.pdf 全文 文档投稿网

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压电陶瓷非线性迟滞模型研究 中文摘要 压电陶瓷非线性迟滞模型研究 中文摘要 随着科学技术的发展，微纳米精密定位系统成为研究热点，定位精度对于微纳米 定位系统是一个很重要的指标，而定位系统中驱动器件的性能对定位精度有很大影 响。在众多驱动器件中压电陶瓷驱动器具有体积小、承载力大、分辨率高、无噪声、 不发热等优点，被广泛应用于微定位系统。但是压电陶瓷还具有迟滞非线性现象，在 开环条件下给系统的控制带来了困难。 本文针对压电陶瓷的迟滞非线性问题，结合国家自然科学基金项目 “压电陶瓷高 速动态精密定位驱动机理与控制方法研究”,采取建立迟滞模型并进行有效控制的方 法来减小迟滞非线性的影响。 首先基于 Prandtl-Ishlinskii 迟滞算子建立了压电陶瓷的 PI 迟滞模型，该迟滞模型 可以精确地描述迟滞非线性现象。在此基础上利用初始负载函数对 PI 迟滞模型进行 分析推导，求得了压电陶瓷 PI 迟滞逆模型，为进一步对压电陶瓷驱动器进行自适应 逆控制提供了模型基础。 基于所建立的压电陶瓷 PI 迟滞模型及其逆模型，应用 LMS 滤波器设计了自适应 逆控制算法，能有效实现对压电陶瓷驱动器迟滞模型中权系数的自适应调整。搭建 定位实验系统，对建立的 PI 迟滞模型进行了实验研究。实验结果表明，利用自适应 逆控制算法，可以使系统的输出线性误差得到明显改善。 结合压电陶瓷迟滞曲线的特点和微观极化理论基础，建立了线性变换迟滞数学模 型，并通过对迟滞曲线剪灭特性的分析，得到了改进的线性变换压电陶

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