基于前馈控制算法的快速响应压电陶瓷模型设计

发布时间：2024-02-19 17:16

　　目前空间光通信技术越来越受到各国的广泛关注,美国、欧洲、日本等国家都相继开展了对卫星激光通信的研究。相比于微波通信,空间光通信具有传输速率高、定向性能好、通信容量大、保密性好、功耗低等优点,在星间通信领域占据重要地位。瞄准、捕获和跟踪技术,简称PAT技术,是空间激光通信过程中的重要技术,主要作用是捕获信标光和维持通信链路的稳定性。精瞄镜是瞄准、捕获和跟踪系统中的重要组成部分,精瞄镜的精度会影响整个系统的跟踪瞄准精度,精瞄镜是由压电陶瓷及铰链构成的。压电陶瓷响应速度迅速,有很高的控制精度,结构简单且占据空间小,但是同时压电陶瓷自身也有着迟滞,蠕变和动态特性等特性,会在一定程度上干扰输出结果,其中迟滞特性对输出位移造成的影响最大,误差最大能达到15%。由于压电陶瓷的迟滞现象会严重影响跟瞄的精度,对压电陶瓷建立模型进行迟滞补偿就很有必要。本文对国内外关于压电陶瓷的建模和控制方法进行了研究,分析了PAT系统的工作原理,介绍了精瞄镜的基本组成部件,分析了压电陶瓷的内部机理。选择经典P-I模型进行建模,改进了P-I迟滞模型,解决了压电陶瓷迟滞曲线非对称性的问题。结合改进非对称性P-I迟滞模型,推导...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.2精瞄镜侧面顶部剖视图

-12-的驱动器，本系统选择压电陶瓷驱动的精瞄镜。精瞄镜是由镜体，压电陶瓷驱动器，工作台，柔性铰链，钢珠和预紧螺丝等组成的，柔性铰链的作用是紧密连接压电陶瓷和镜体，使压电陶瓷的形变能精确的传递到镜体上，精瞄镜的侧面及顶部剖视图如图2.2所示。图2.2精瞄镜侧面顶部剖视图精瞄镜的工....

图3.1压电陶瓷的主迟滞环P-I（Prandtl-Ishlinskii）迟滞模型是由Presiach模型演变而来的，具有线性的表达式，复杂度低因而参数求取相对好实现，也便于求解逆模型，P-I迟滞模

-18-第3章压电陶瓷迟滞模型的建立3.1压电陶瓷迟滞模型选择压电陶瓷的迟滞特性对输出位移量的影响很大，因此对压电陶瓷的建模一般都是建立在对迟滞现象的补偿上。图3.1为实际测得的压电陶瓷的主迟滞环，输入电压和输出位移都经过了归一化处理。可以看出在电压相同时，上升段和下降段之间存在....

图3.5压电陶瓷输入电压曲线

-22-0V逐步升到60V；再从60V逐步降0V，同时每隔0.02ms测量一次对应陶瓷输出，得到电压-位移数据表。压电陶瓷输入电压曲线如图3.5所示。图3.5压电陶瓷输入电压曲线为了简化模型参数的求取，将实验测得的输入输出数值去做归一化处理，归一化公式为式(3-7)：minmax....

图3.6压电陶瓷位移上升曲线

-22-0V逐步升到60V；再从60V逐步降0V，同时每隔0.02ms测量一次对应陶瓷输出，得到电压-位移数据表。压电陶瓷输入电压曲线如图3.5所示。图3.5压电陶瓷输入电压曲线为了简化模型参数的求取，将实验测得的输入输出数值去做归一化处理，归一化公式为式(3-7)：minmax....

本文编号：3903049