發(fā)布時(shí)間：2023-05-05 22:51

　　在現(xiàn)代高精密儀器制造及超精密加工領(lǐng)域中,壓電微定位技術(shù)占有核心地位。壓電陶瓷具有很多傳統(tǒng)智能材料所不具備的優(yōu)勢,例如,定位分辨率高、產(chǎn)生推力大、響應(yīng)速度快以及不易受到磁場干擾等優(yōu)點(diǎn)。然而,由于壓電陶瓷固有的率相關(guān)遲滯非線性嚴(yán)重制約了壓電微定位平臺進(jìn)一步推廣。本文以壓電微定位平臺為研究對象,通過建立高精度遲滯非線性模型并設(shè)計(jì)基于遲滯模型的控制器實(shí)現(xiàn)對壓電微定位平臺的軌跡跟蹤控制。為了達(dá)到更好的控制效果進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高精度定位及跟蹤,本文首先介紹傳統(tǒng)Prandtl-Ishlinskii(PI)模型及其原理,并針對PI模型只能表達(dá)對稱遲滯特性以及無法表達(dá)率相關(guān)特性的缺點(diǎn),對其提出了改進(jìn)方案:通過串聯(lián)死區(qū)算子對PI模型進(jìn)行改進(jìn),得到能表達(dá)非對稱遲滯特性的串聯(lián)死區(qū)算子的PI模型;為了進(jìn)一步提高精度,對PI模型算子進(jìn)行改進(jìn),提出了能更精確描述平臺的遲滯特性的DZ-MPI(Dead-Zero Modified PI)模型,并采用粒子群算法和蟻群算法并行交叉辨識DZ-MPI模型參數(shù),用以描述平臺的靜態(tài)遲滯部分;為了描述平臺的率相關(guān)特性,在改進(jìn)模型的基礎(chǔ)上串聯(lián)ARX函數(shù),用ARX模型來表示平臺的動(dòng)態(tài)線性部分,...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與選題來源
        1.1.1 研究背景與意義
        1.1.2 選題來源
    1.2 壓電陶瓷微定位平臺的組成
        1.2.1 壓電陶瓷執(zhí)行器
        1.2.2 柔性鉸鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
    1.3 壓電平臺遲滯特性模型與控制方法研究
        1.3.1 平臺遲滯模型研究
        1.3.2 遲滯補(bǔ)償方法及控制
    1.4 本文的研究內(nèi)容安排
第2章 壓電微定位平臺率相關(guān)模型的建立
    2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
    2.2 傳統(tǒng)PI模型
    2.3 靜態(tài)遲滯部分
        2.3.1 PI模型結(jié)構(gòu)改進(jìn)
        2.3.2 PI模型算子形式改進(jìn)
    2.4 動(dòng)態(tài)線性部分
    2.5 率相關(guān)改進(jìn)PI模型非線性部分辨識
        2.5.1 粒子群-蟻群并行交叉算法
        2.5.2 粒子群-蟻群數(shù)據(jù)融合
        2.5.3 率相關(guān)改進(jìn)PI模型動(dòng)態(tài)線性部分辨識
        2.5.4 模型驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于率相關(guān)改進(jìn)PI模型的前饋補(bǔ)償與復(fù)合控制
    3.1 前饋控制器的設(shè)計(jì)與參數(shù)辨識
        3.1.1 直接前饋遲滯逆補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)
        3.1.2 參數(shù)辨識
        3.1.3 率相關(guān)改進(jìn)PI模型前饋控制器驗(yàn)證
    3.2 滑模自適應(yīng)和前饋控制相結(jié)合的復(fù)合控制
    3.3 穩(wěn)定性證明
    3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 壓電陶瓷微定位平臺終端滑模自抗擾控制方案設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)描述
    4.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 非奇異終端滑�？刂坡稍O(shè)計(jì)
        4.2.2 自抗擾控制器設(shè)計(jì)
    4.3 穩(wěn)定性證明
    4.4 仿真驗(yàn)證及結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在學(xué)期間科研成果
致謝



本文編號：3808517