雙級(jí)執(zhí)行器建模和控制方法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和人類社會(huì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的定位技術(shù)在精度上已經(jīng)無(wú)法滿足人們的要求，因此超精密定位系統(tǒng)的研究越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。近年來(lái)，雙級(jí)執(zhí)行器系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用極大推動(dòng)了精密定位領(lǐng)域的發(fā)展，它能夠?qū)鹘y(tǒng)的單級(jí)執(zhí)行器與基于智能材料的高精度執(zhí)行器相結(jié)合，同時(shí)達(dá)到大行程和高精度的要求。
　　本文的雙級(jí)執(zhí)行器由伺服電機(jī)和壓電陶瓷執(zhí)行器構(gòu)成，本文重點(diǎn)對(duì)基于壓電執(zhí)行器的第二級(jí)執(zhí)行器建立了數(shù)學(xué)模型并設(shè)計(jì)了控制器，通過(guò)設(shè)計(jì)基于空間濾波器的協(xié)同

2、控制方案實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)平臺(tái)的協(xié)調(diào)控制，主要內(nèi)容有:
　　(1)對(duì)第二級(jí)執(zhí)行器建立數(shù)學(xué)模型
　　引入動(dòng)態(tài)遲滯算子建立遲滯動(dòng)態(tài)模型。利用該算子將系統(tǒng)輸入拓展到三維空間，通過(guò)此三維空間將遲滯的多值映射轉(zhuǎn)換成單一映射。另外在標(biāo)準(zhǔn)極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)的基礎(chǔ)上加入了局部線性嵌入(LLE)算法，提出了LLE-ELM算法，利用LLE-ELM對(duì)上述單一映射進(jìn)行逼近并建立遲滯動(dòng)態(tài)模型，本文所提出的LLE-ELM遲滯模型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，精度高，可以在線

3、調(diào)整的特點(diǎn)。
　　(2)對(duì)第二級(jí)執(zhí)行器設(shè)計(jì)控制器
　　針對(duì)一類含有backlash-like遲滯的全狀態(tài)受限的純反饋非線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)控制器。首先利用中值定理將純反饋系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成嚴(yán)格反饋系統(tǒng)。其次通過(guò)引入障礙性李雅普諾夫函數(shù)(BLF)來(lái)解決全狀態(tài)受限問(wèn)題，并且利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)近似逼近backlash-like遲滯中的類擾動(dòng)項(xiàng)，最后利用反步控制法設(shè)計(jì)了自適應(yīng)控制器。仿真結(jié)果表明了該方案的可行性。
　　(3)對(duì)雙