基于遲滯環(huán)對稱性的壓電陶瓷遲滯補償算法研究
發(fā)布時間:2022-12-05 04:57
壓電陶瓷作為一種新的微定位應(yīng)用方式,很多傳統(tǒng)驅(qū)動方式無法實現(xiàn)的功能它可以實現(xiàn)。壽命長、響應(yīng)速度快,位置分辨率高、無電磁干擾等諸多優(yōu)點使得壓電陶瓷被廣泛應(yīng)用在高速高精度定位系統(tǒng)中。但因壓電陶瓷固有的非線性效應(yīng),存在輸入電壓與輸出位置之間的滯后現(xiàn)象,在很大程度上影響了壓電陶瓷的控制。針對上述問題,本文主要研究了如何描述壓電陶瓷遲滯現(xiàn)象、對壓電陶瓷遲滯現(xiàn)象進行補償?shù)膯栴}。首先,提出基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模算法。介紹了遲滯所滿足的四條規(guī)律,引入了中心對稱性的概念,證明了Maxwell模型與PI模型均滿足中心對稱性。通過推導(dǎo)簡化了公式,只需進行簡單查表便可得到遲滯的補償值,把遲滯的記憶性體現(xiàn)在了對拐點的記錄上,從而極大地減小了計算量。其次,提出基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法。闡述了建立逆算法的作用并介紹了基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法補償原理、補償本質(zhì),用多項式擬合的方法對逆算法中的參考曲線進行離散化補充,并對基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法中的關(guān)鍵點進行闡述。第三,為了通過設(shè)置實驗驗證了算法在單一遲滯預(yù)測、主次環(huán)轉(zhuǎn)換遲滯預(yù)測、記憶特性條件下遲滯預(yù)測這三種情況下對遲滯特性描...
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 快速傾斜鏡
1.2.1 快速傾斜鏡的構(gòu)成及工作原理
1.2.2 快速傾斜鏡在PAT系統(tǒng)中的作用
1.3 壓電陶瓷
1.3.1 壓電陶瓷工作機理
1.3.2 壓電陶瓷的特性
1.4 國內(nèi)外遲滯建模研究進展
1.4.1 國外研究現(xiàn)狀
1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.5 壓電陶瓷遲滯特性建模方法的研究綜述
1.6 論文主要研究內(nèi)容
第2章 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模算法
2.1 遲滯曲線的性質(zhì)及中心對稱性描述
2.2 PI模型與Maxwell模型中心對稱性證明
2.3 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模算法
2.4 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模算法流程圖
2.5 仿真分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法
3.1 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法的作用
3.2 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法補償本質(zhì)
3.3 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法參考曲線的獲得
3.4 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法實現(xiàn)
3.5 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法仿真分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 遲滯特性補償算法實驗驗證
4.1 實驗系統(tǒng)與方案
4.1.1 實驗儀器
4.1.2 模擬實驗原理
4.2 不同信號下算法驗證實驗
4.2.1 等幅三角波信號輸入
4.2.2 遞減三角波信號輸入
4.2.3 超越左、右拐點三角波信號輸入
4.3 不同信號下逆算法驗證實驗
4.3.1 等幅期望位置信號輸入
4.3.2 遞減期望位置信號輸入
4.3.3 超越左、右拐點期望位置信號輸入
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]衛(wèi)星通信的近期發(fā)展與前景展望[J]. 易克初,李怡,孫晨華,南春國. 通信學(xué)報. 2015(06)
[2]空間激光通信現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 姜會林,安巖,張雅琳,江倫,趙義武,董科研,張鵬,王超,戰(zhàn)俊彤. 飛行器測控學(xué)報. 2015(03)
[3]天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的幾個關(guān)鍵問題思考[J]. 姜會林,劉顯著,胡源,丁瑩,付強,朱一峰,江倫,趙義武,王天樞. 兵工學(xué)報. 2014(S1)
[4]基于圓偏振移位鍵控的大氣激光通信性能分析[J]. 劉丹,劉艷,劉智,王璞瑤,周昕. 紅外與激光工程. 2013(11)
[5]壓電陶瓷遲滯非線性的成因與校正[J]. 史麗萍,魏艷波,魏喜雯,張波,徐艷春,瞿曉東. 黑龍江大學(xué)工程學(xué)報. 2013(02)
[6]空地激光通信鏈路功率與通信性能分析與仿真[J]. 于林韜,宋路,韓成,周德春. 光子學(xué)報. 2013(05)
[7]壓電陶瓷執(zhí)行器的類Hammerstein模型及其參數(shù)辨識[J]. 賴志林,劉向東,耿潔. 光學(xué)精密工程. 2012(09)
[8]基于混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓電陶瓷遲滯模型[J]. 劉向東,修春波,劉承,李黎. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2006(02)
[9]衛(wèi)星激光通信均勻信標(biāo)光的研究[J]. 王建民,湯俊雄,孫東喜,朱彥,谷亞權(quán). 光學(xué)學(xué)報. 2006(01)
[10]壓電驅(qū)動器的非線性模型及其精密定位控制研究[J]. 魏燕定. 中國機械工程. 2004(07)
碩士論文
[1]快速傾斜鏡壓電陶瓷致動器遲滯特性建模及控制研究[D]. 李松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]壓電陶瓷執(zhí)行器位移高精度控制方法的研究[D]. 王婧媛.吉林大學(xué) 2014
[3]壓電陶瓷物鏡驅(qū)動器控制系統(tǒng)研究[D]. 董釗明.廣西大學(xué) 2013
本文編號:3709726
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 快速傾斜鏡
1.2.1 快速傾斜鏡的構(gòu)成及工作原理
1.2.2 快速傾斜鏡在PAT系統(tǒng)中的作用
1.3 壓電陶瓷
1.3.1 壓電陶瓷工作機理
1.3.2 壓電陶瓷的特性
1.4 國內(nèi)外遲滯建模研究進展
1.4.1 國外研究現(xiàn)狀
1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.5 壓電陶瓷遲滯特性建模方法的研究綜述
1.6 論文主要研究內(nèi)容
第2章 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模算法
2.1 遲滯曲線的性質(zhì)及中心對稱性描述
2.2 PI模型與Maxwell模型中心對稱性證明
2.3 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模算法
2.4 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模算法流程圖
2.5 仿真分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法
3.1 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法的作用
3.2 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法補償本質(zhì)
3.3 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法參考曲線的獲得
3.4 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法實現(xiàn)
3.5 基于遲滯環(huán)中心對稱性的遲滯建模逆算法仿真分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 遲滯特性補償算法實驗驗證
4.1 實驗系統(tǒng)與方案
4.1.1 實驗儀器
4.1.2 模擬實驗原理
4.2 不同信號下算法驗證實驗
4.2.1 等幅三角波信號輸入
4.2.2 遞減三角波信號輸入
4.2.3 超越左、右拐點三角波信號輸入
4.3 不同信號下逆算法驗證實驗
4.3.1 等幅期望位置信號輸入
4.3.2 遞減期望位置信號輸入
4.3.3 超越左、右拐點期望位置信號輸入
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]衛(wèi)星通信的近期發(fā)展與前景展望[J]. 易克初,李怡,孫晨華,南春國. 通信學(xué)報. 2015(06)
[2]空間激光通信現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 姜會林,安巖,張雅琳,江倫,趙義武,董科研,張鵬,王超,戰(zhàn)俊彤. 飛行器測控學(xué)報. 2015(03)
[3]天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的幾個關(guān)鍵問題思考[J]. 姜會林,劉顯著,胡源,丁瑩,付強,朱一峰,江倫,趙義武,王天樞. 兵工學(xué)報. 2014(S1)
[4]基于圓偏振移位鍵控的大氣激光通信性能分析[J]. 劉丹,劉艷,劉智,王璞瑤,周昕. 紅外與激光工程. 2013(11)
[5]壓電陶瓷遲滯非線性的成因與校正[J]. 史麗萍,魏艷波,魏喜雯,張波,徐艷春,瞿曉東. 黑龍江大學(xué)工程學(xué)報. 2013(02)
[6]空地激光通信鏈路功率與通信性能分析與仿真[J]. 于林韜,宋路,韓成,周德春. 光子學(xué)報. 2013(05)
[7]壓電陶瓷執(zhí)行器的類Hammerstein模型及其參數(shù)辨識[J]. 賴志林,劉向東,耿潔. 光學(xué)精密工程. 2012(09)
[8]基于混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓電陶瓷遲滯模型[J]. 劉向東,修春波,劉承,李黎. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2006(02)
[9]衛(wèi)星激光通信均勻信標(biāo)光的研究[J]. 王建民,湯俊雄,孫東喜,朱彥,谷亞權(quán). 光學(xué)學(xué)報. 2006(01)
[10]壓電驅(qū)動器的非線性模型及其精密定位控制研究[J]. 魏燕定. 中國機械工程. 2004(07)
碩士論文
[1]快速傾斜鏡壓電陶瓷致動器遲滯特性建模及控制研究[D]. 李松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]壓電陶瓷執(zhí)行器位移高精度控制方法的研究[D]. 王婧媛.吉林大學(xué) 2014
[3]壓電陶瓷物鏡驅(qū)動器控制系統(tǒng)研究[D]. 董釗明.廣西大學(xué) 2013
本文編號:3709726
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