由智能材料制作而成的作動(dòng)器以及其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有響應(yīng)速度快、分辨率高等特點(diǎn)。由其制作而成的作動(dòng)器多用于超精密定位、原子力顯微鏡、航空航天飛行器的機(jī)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(dòng)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(dòng)器為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)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(jìn)行仿真控制研究,最后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要做了以下幾個(gè)方面的工作:第一部分學(xué)習(xí)和操作了實(shí)驗(yàn)相關(guān)設(shè)備,并且學(xué)習(xí)了本文研究對(duì)象壓電陶瓷作動(dòng)器的相關(guān)資料。通過dSPACE實(shí)驗(yàn)平臺(tái),采集了作動(dòng)器的一些原始數(shù)據(jù),通過閱讀和學(xué)習(xí)大量相關(guān)的文獻(xiàn)以及通過一些仿真研究。對(duì)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(rèn)識(shí),并且實(shí)現(xiàn)了壓電陶瓷作動(dòng)器的Hammerstein模型,以及掌握了對(duì)其進(jìn)行跟蹤控制的思路和步驟。第二部分主要是對(duì)系統(tǒng)的控制器的設(shè)計(jì)和選擇,首先使用了PID控制器,其相對(duì)誤差和均方根誤差比較大。因?yàn)橄到y(tǒng)是非線性的并且系統(tǒng)還與輸入控制信號(hào)頻率相關(guān),所以PID控制器不太適合。通過控制器的對(duì)比以及對(duì)被控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(dòng)器
        1.3.1 壓電陶瓷材料
        1.3.2 壓電陶瓷作動(dòng)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?jī)?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(dòng)器建模
    2.4 模型的實(shí)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(dòng)器的自抗擾控制
    3.1 引言
    3.2 控制方案選擇與設(shè)計(jì)
        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(dòng)器的自抗擾控制器設(shè)計(jì)
    3.4 dSPACE平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.5 基于自抗擾控制的仿真和實(shí)驗(yàn)
    3.6 基于前饋逆補(bǔ)償+自抗擾控制的仿真和實(shí)驗(yàn)
    3.7 前饋逆補(bǔ)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(dòng)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(shí)驗(yàn)
    4.4 自適應(yīng)自抗擾控制器和前饋逆補(bǔ)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(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]壓電作動(dòng)器的率相關(guān)遲滯建模與跟蹤控制[J]. 王鈺鋒,郭詠新,毛劍琴.  光學(xué)精密工程. 2014(03)
[2]超磁致伸縮作動(dòng)器的率相關(guān)Hammerstein模型與H∞魯棒跟蹤控制[J]. 郭詠新,張臻,毛劍琴,周克敏.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2014(02)
[3]超磁致伸縮作動(dòng)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(xué)學(xué)報(bào). 2013(10)
[4]率相關(guān)超磁致伸縮作動(dòng)器的建模與H∞魯棒控制[J]. 柳萍,毛劍琴,劉青松,周克敏.  控制理論與應(yīng)用. 2013(02)
[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遲滯非線性補(bǔ)償控制[J]. 趙新龍,董建萍.  控制工程. 2010(04)
[6]一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID自適應(yīng)控制及其應(yīng)用研究[J]. 許昌,呂劍虹,程明,鄭源.  控制工程. 2007(03)
[7]壓電薄膜微致動(dòng)器的制作和有限元分析[J]. 荊陽(yáng),雒建斌,易曉星,黃朋生.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(05)
[8]單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器及其應(yīng)用[J]. 丁軍,徐用懋.  控制工程. 2004(01)
[9]超聲波馬達(dá)在美國(guó)的發(fā)展[J]. 褚祥誠(chéng),陳維山,陳在禮.  壓電與聲光. 1999(01)
[10]壓電/電致伸縮陶瓷控制模型歸一化的研究[J]. 孫立寧,張濤,蔡鶴皋,王煥.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1998(05)

博士論文
[1]壓電作動(dòng)器遲滯非線性建模與補(bǔ)償控制研究[D]. 李巍.華中科技大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3490660