以壓電陶瓷作為位移檢測傳感器的微執(zhí)行器具有體積小、能耗低、定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),但其固有的遲滯特性,使得它難以在超精密定位系統(tǒng)中完全發(fā)揮作用。與宏執(zhí)行器相比,壓電陶瓷材料的微執(zhí)行器行程短、控制方案復(fù)雜。這使得對壓電陶瓷執(zhí)行器的遲滯特性進(jìn)行精確建模,并設(shè)計(jì)簡潔的控制方案,成為了學(xué)術(shù)界及工業(yè)界亟待解決的問題。智能算法作為新興的研究策略,以其高效性、健壯性、自適應(yīng)性,在建模和控制領(lǐng)域逐漸發(fā)揮作用。本文基于智能算法,在遲滯非線性系統(tǒng)辨識與控制方法方面展開研究。具體研究內(nèi)容如下:（1）提出了一種基于Hammerstein系統(tǒng)的兩階段辨識方法,用于含有遲滯非線性的壓電陶瓷執(zhí)行器的建模。第一階段是采用一種preisach類遲滯算子,將遲滯的多值映射轉(zhuǎn)為單值映射。再結(jié)合等距映射法將多維遲滯數(shù)據(jù)映射到低維空間。然后將經(jīng)處理的低頻數(shù)據(jù)輸入改進(jìn)的極限學(xué)習(xí)機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練,得到靜態(tài)遲滯模型參數(shù);第二階段是把經(jīng)過同樣處理的高頻遲滯數(shù)據(jù)輸入?yún)?shù)已知的極限學(xué)習(xí)機(jī)模型,得到Hammerstein模型的中間變量。再用自回歸各態(tài)歷經(jīng)（Autoregressive Exogenous,ARX）模型建立動態(tài)線性部分的模型,采用遞推最小二... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 遲滯非線性模型的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 遲滯非線性控制算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)
第2章 預(yù)備知識
    2.1 壓電陶瓷執(zhí)行器簡介
        2.1.1 壓電陶瓷執(zhí)行器機(jī)理
        2.1.2 壓電陶瓷執(zhí)行器應(yīng)用
    2.2 擴(kuò)展輸入空間法
    2.3 Backlash描述函數(shù)
    2.4 Hammerstein模型
        2.4.1 Hammerstein模型結(jié)構(gòu)
        2.4.2 Hammerstein模型辨識方法
    2.5 預(yù)設(shè)性能控制
    2.6 小結(jié)
第3章 基于極限學(xué)習(xí)機(jī)的遲滯非線性辨識與仿真
    3.1 問題描述
    3.2 優(yōu)化的極限學(xué)習(xí)機(jī)算法
        3.2.1 單隱層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.2.2 極限學(xué)習(xí)機(jī)算法
        3.2.3 萬有引力搜索算法
        3.2.4 Isomap等距映射算法
    3.3 Hammerstein模型兩階段辨識
        3.3.1 Preisach類遲滯算子
        3.3.2 遲滯非線性靜態(tài)模型辨識
        3.3.3 遲滯非線性動態(tài)模型辨識
        3.3.4 仿真結(jié)果
    3.4 小結(jié)
第4章 基于Backlash描述函數(shù)的遲滯非線性建模
    4.1 Backlash描述函數(shù)遲滯算子
    4.2 基于Backlash描述函數(shù)遲滯算子的Hammerstein模型辨識
        4.2.1 支持向量回歸機(jī)
        4.2.2 整體建模方案
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.3 小結(jié)
第5章 輸入受限遲滯非線性系統(tǒng)的預(yù)設(shè)性能控制
    5.1 輸入受限性質(zhì)簡介
    5.2 問題描述
    5.3 控制器設(shè)計(jì)
        5.3.1 擾動項(xiàng)逼近
        5.3.2 輔助補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.3.3 基于改進(jìn)誤差變換的預(yù)設(shè)性能反演控制器設(shè)計(jì)
        5.3.4 仿真結(jié)果
    5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]微位移系統(tǒng)中壓電陶瓷驅(qū)動器遲滯建模[J]. 呂雪軍,李國平,邱輝,李劍鋒.  傳感器與微系統(tǒng). 2017(04)
[4]高分子黏彈性的經(jīng)典唯象模型[J]. 盧宇源,安立佳,王健.  高分子學(xué)報. 2016(06)
[5]輸入受限的非線性系統(tǒng)自適應(yīng)模糊backstepping控制[J]. 王永超,張勝修,曹立佳,扈曉翔.  控制理論與應(yīng)用. 2015(12)
[6]AFM壓電陶瓷驅(qū)動器類Hammerstein建模與參數(shù)辨識[J]. 徐運(yùn)揚(yáng),徐康康,沈平.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2015(01)
[7]嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)預(yù)設(shè)性能backstepping控制器設(shè)計(jì)[J]. 胡云安,耿寶亮,趙永濤.  控制與決策. 2014(08)
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[10]壓電作動器的率相關(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)

博士論文
[1]輸入受限系統(tǒng)增益調(diào)度控制及其在近空間飛行器中的應(yīng)用[D]. 吳文娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]多維超精密定位系統(tǒng)建模與控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳輝.東南大學(xué) 2015

碩士論文
[1]壓電作動器的率相關(guān)建模與逆控制方法研究[D]. 呂傳龍.西南交通大學(xué) 2018
[2]高精度定位系統(tǒng)遲滯非線性建模與控制方法研究[D]. 姜慧斌.浙江理工大學(xué) 2017
[3]具有遲滯非線性特性的壓電陶瓷作動器的建模與控制[D]. 郝兵兵.西南交通大學(xué) 2017
[4]基于粘滑驅(qū)動原理的跨尺度納米級定位平臺研究[D]. 潘鵬.蘇州大學(xué) 2016
[5]壓電陶瓷執(zhí)行器遲滯非線性模型研究[D]. 胡冰.吉林大學(xué) 2015
[6]疊堆型壓電陶瓷特性測試及建模[D]. 曹江.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]基于Backlash描述函數(shù)的遲滯非線性建模[D]. 翟亞偉.青島科技大學(xué) 2012
[8]高精度緊湊型二維壓電掃描系統(tǒng)及空間位移誤差分析研究[D]. 回建華.浙江大學(xué) 2007
[9]掃描電化學(xué)顯微鏡電子控制系統(tǒng)的研究[D]. 伍海龍.山東大學(xué) 2007
[10]超精密微位移系統(tǒng)研究[D]. 陶惠峰.浙江大學(xué) 2003



本文編號：3652829