納米級(jí)壓電驅(qū)動(dòng)微定位平臺(tái)具有體積小巧、響應(yīng)速度快和驅(qū)動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用于微電子制造、超精密加工等領(lǐng)域。由于壓電陶瓷存在明顯的遲滯非線性,嚴(yán)重影響了定位系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。因此,遲滯非線性的處理和控制方法,是微定位平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中需要解決的一類關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文以壓電驅(qū)動(dòng)微定位平臺(tái)為研究對(duì)象,在自抗擾控制(ADRC)方法基礎(chǔ)上,研究遲滯非線性系統(tǒng)的高精度跟蹤控制方法。通過(guò)改進(jìn)ADRC,實(shí)現(xiàn)有效的遲滯補(bǔ)償,從而滿足平臺(tái)的高精度定位要求。具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,針對(duì)壓電微定位系統(tǒng),采用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)試遲滯現(xiàn)象并分析其特性。結(jié)合開(kāi)環(huán)測(cè)試結(jié)果,分析了遲滯、蠕變等特性的產(chǎn)生原因及表現(xiàn)形式。在分析系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的基礎(chǔ)上,建立了微定位平臺(tái)的串聯(lián)兩箱模型,并對(duì)模型線性部分參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí),為后續(xù)控制算法的設(shè)計(jì)提供模型基礎(chǔ)。然后,提出一種ADRC的魯棒保性能設(shè)計(jì)方法。通過(guò)在ADRC框架中引入積分環(huán)節(jié),定量地表示誤差積分。利用Lyapunov定理,給出了閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定條件。引入包含誤差積分的保性能指標(biāo)衡量控制器的性能,通過(guò)求解嵌套優(yōu)化問(wèn)題得到最小保性能指標(biāo)下的最優(yōu)控制器參數(shù),從而避免了參數(shù)試湊,并且在不增加控... 

【文章來(lái)源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

壓電微定位實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

型的壓電驅(qū)動(dòng)器，堆疊式壓電陶瓷具定位技術(shù)中具有廣泛應(yīng)用。然而，堆著輸出位移增大，驅(qū)動(dòng)力減小，因此的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。動(dòng)的傳遞與能量的分配，從而將壓電出位移，是微定位系統(tǒng)的重要組成部鉸鏈支承的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)不同，柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)利用本身擦、無(wú)間隙、靈敏度高，穩(wěn)定性強(qiáng)、臺(tái)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理。其中 A、B、C、，堆疊式壓電陶瓷兩端聚集電荷，差驅(qū)動(dòng)力 F。此時(shí)四個(gè)柔性鉸鏈會(huì)發(fā)生彈向的電壓時(shí)，柔性鉸鏈 AB 會(huì)向相反方外部，即壓電微定位平臺(tái)的位移輸出

因此通常采用電橋電路將應(yīng)變片微小的電阻變化轉(zhuǎn)化為易于測(cè)量的電壓或電流信號(hào)。所采用的雙臂電橋電路如圖2.3 所示。其中 Vcc 為電橋激勵(lì)電壓；1R 和3R 為固定電阻，2R 和4R 為應(yīng)變片；Vout 為電壓輸出端。采用電橋測(cè)量電路的電阻應(yīng)變片式傳感器，具有精度高、靈敏度高、便于應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。5、調(diào)理電路。圖 2.3 所示的電橋電路的輸出電壓一般 μV 級(jí)，如此小的電壓量不能直接提供給 A/D 轉(zhuǎn)換電路，因此需要調(diào)理電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)一步處理。通過(guò)對(duì)電橋電路μV 級(jí)的輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大與差分，并且經(jīng)過(guò)高精度的標(biāo)定后，將位置信號(hào)成比例地轉(zhuǎn)換為 0~5V 的位置電壓，從而可以確定電壓與位置的關(guān)系。位置電壓信號(hào)反饋給控制器的模擬輸入口（10 位分辨率），閉環(huán)控制分辨率約?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]壓電工作臺(tái)微定位系統(tǒng)建模與控制技術(shù)[D]. 張棟.山東大學(xué) 2009

碩士論文
[1]非對(duì)稱遲滯建模與遲滯系統(tǒng)辨識(shí)方法研究[D]. 付嬋君.華僑大學(xué) 2016
[2]座椅懸架系統(tǒng)的H_∞控制[D]. 趙穎博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2901959