面向壓電陶瓷納米驅動平臺的先進控制器設計.pdf

1、納米技術是一項在各個方面改變人類生產生活方式的革命性科學技術，已經廣泛應用在人類生活各個領域。納米定位技術是實現納米技術應用的基礎，壓電陶瓷位移驅動器可以實現納米級的位移，但是磁滯等非線性特性的存在會極大地影響其跟蹤和定位性能。
　　本文將從三個不同的角度來研究壓電陶瓷磁滯的補償問題，首先使用經典的基于模型的控制方法:根據壓電陶瓷的輸入輸出數據，使用Prandtl-Ishlinkii模型對磁滯進行建模。為了彌補經典的Prandtl

2、-Ishlinkii模型與實際磁滯之間的差異，在經典Prandtl-Ishlinkii模型的基礎上引入新的算子，得到改進的Prandtl-Ishlinkii模型。根據得到的磁滯模型推導出逆模型，依據恒等映射的原理使用逆模型對系統(tǒng)進行線性化，進而采用傳統(tǒng)的控制器設計的方法，對線性化后的系統(tǒng)設計反饋控制器以補償建模誤差。
　　考慮到磁滯建模過程的復雜性，接下來將一種全新的L1自適應控制算法應用在壓電陶瓷的磁滯補償問題中，從而省去了傳統(tǒng)

3、方法中磁滯建模的復雜過程。壓電驅動系統(tǒng)被分解為一個磁滯子系統(tǒng)和線性動態(tài)子系統(tǒng)，磁滯子系統(tǒng)的輸出作為線性動態(tài)子系統(tǒng)的輸入。磁滯經過變換，轉化為線性系統(tǒng)的擾動，然后使用L1自適應控制算法進行處理。經過理論推導，證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在實驗中與比例-積分-微分(PID)控制器進行對比，得到了更好的控制效果，從而驗證了控制算法的有效性。
　　最后結合前面兩種方法的優(yōu)點，采用了基于Prandtl-Ishlinkii模型的L1自適應控制算法。仍