由智能材料制作而成的作動器以及其它執(zhí)行機構(gòu)具有響應(yīng)速度快、分辨率高等特點。由其制作而成的作動器多用于超精密定位、原子力顯微鏡、航空航天飛行器的機翼的精密調(diào)節(jié)。但是多數(shù)智能材料在輸入輸出的關(guān)系上存在遲滯非線性。如壓電陶瓷材料制作而成的作動器在電壓和位移之間存在遲滯非線性關(guān)系。本文就是基于壓電陶瓷作動器為研究對象,對其進行跟蹤控制的研究。本文首先建立系統(tǒng)的Hammerstein模型,在此基礎(chǔ)上進行仿真控制研究,最后再進行實驗驗證。主要做了以下幾個方面的工作:第一部分學習和操作了實驗相關(guān)設(shè)備,并且學習了本文研究對象壓電陶瓷作動器的相關(guān)資料。通過dSPACE實驗平臺,采集了作動器的一些原始數(shù)據(jù),通過閱讀和學習大量相關(guān)的文獻以及通過一些仿真研究。對智能材料和智能結(jié)構(gòu)的遲滯非線性有了比較全面的認識,并且實現(xiàn)了壓電陶瓷作動器的Hammerstein模型,以及掌握了對其進行跟蹤控制的思路和步驟。第二部分主要是對系統(tǒng)的控制器的設(shè)計和選擇,首先使用了PID控制器,其相對誤差和均方根誤差比較大。因為系統(tǒng)是非線性的并且系統(tǒng)還與輸入控制信號頻率相關(guān),所以PID控制器不太適合。通過控制器的對比以及對被控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 遲滯非線性
    1.3 壓電陶瓷材料及壓電陶瓷作動器
        1.3.1 壓電陶瓷材料
        1.3.2 壓電陶瓷作動器
    1.4 遲滯非線性系統(tǒng)建模與控制研究現(xiàn)狀
        1.4.1 遲滯非線性系統(tǒng)的建模
        1.4.2 遲滯非線性系統(tǒng)的控制
    1.5 論文的研究內(nèi)容
    1.6 論文的組織結(jié)構(gòu)
第2章 遲滯非線性系統(tǒng)的建模
    2.1 引言
    2.2 建模理論基礎(chǔ)
        2.2.1 物理模型
        2.2.2 算子模型
    2.3 壓電陶瓷作動器建模
    2.4 模型的實現(xiàn)
    2.5 模型的效果和分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 壓電陶瓷作動器的自抗擾控制
    3.1 引言
    3.2 控制方案選擇與設(shè)計
        3.2.1 PID控制
        3.2.2 自抗擾控制
        3.2.3 線性自抗擾控制LADRC
    3.3 壓電陶瓷作動器的自抗擾控制器設(shè)計
    3.4 dSPACE平臺的實驗系統(tǒng)設(shè)計
    3.5 基于自抗擾控制的仿真和實驗
    3.6 基于前饋逆補償+自抗擾控制的仿真和實驗
    3.7 前饋逆補償+自抗擾控制器和自抗擾控制器的比較
    3.8 本章小結(jié)
第4章 壓電陶瓷作動器的自適應(yīng)自抗擾控制
    4.1 引言
    4.2 自適應(yīng)自抗擾控制器
    4.3 基于單神經(jīng)元自適應(yīng)自抗擾控制的仿真和實驗
    4.4 自適應(yīng)自抗擾控制器和前饋逆補償+自抗擾控制器的比較
    4.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]超磁致伸縮作動器的率相關(guān)建模與跟蹤控制[J]. 郭詠新,毛劍琴.  北京航空航天大學學報. 2013(10)
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博士論文
[1]壓電作動器遲滯非線性建模與補償控制研究[D]. 李巍.華中科技大學 2013



本文編號：3490660