【摘要】：為了有效補(bǔ)償壓電陶瓷的遲滯非線性,提出了基于STOP算子的改進(jìn)PI模型以改善傳統(tǒng)基于PLAY算子的PI模型解析求逆的復(fù)雜過程以及通過插值算法求逆的大量耗時(shí)。介紹了傳統(tǒng)的基于PLAY算子和基于STOP算子的PI模型,然后基于STOP算子的疊加形式建立了以預(yù)期位移為輸入,以控制電壓為輸出的PI模型,并將這一模型直接作為前饋控制器補(bǔ)償壓電陶瓷的遲滯效應(yīng)。為了更好地平衡全局尋優(yōu)與局部尋優(yōu)能力,對粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行了改進(jìn),利用其辨識出各算子的權(quán)值。最后,利用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證了改進(jìn)的PI模型對遲滯非線性的補(bǔ)償效果。進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)測試,結(jié)果顯示:無論對于規(guī)律變化還是隨機(jī)變化的輸入,提出的改進(jìn)PI模型都可以很好補(bǔ)償遲滯非線性,跟蹤誤差可控制在1%以內(nèi)。因此,基于STOP算子的改進(jìn)PI模型在壓電陶瓷控制領(lǐng)域中具有很好的實(shí)用價(jià)值。
[Abstract]:In order to compensate the hysteresis nonlinearity of piezoelectric ceramics effectively, an improved PI model based on STOP operator is proposed to improve the complex process of solving the traditional PI model based on PLAY operator and the time consuming of solving the inverse by interpolation algorithm. This paper introduces the traditional PI model based on PLAY operator and STOP operator. Then, based on the superposition form of STOP operator, the PI model with expected displacement as input and control voltage as output is established. The model is directly used as a feedforward controller to compensate the hysteresis effect of piezoelectric ceramics. In order to balance the global and local optimization, the particle swarm optimization (PSO) algorithm is improved to identify the weights of each operator. Finally, the compensation effect of the improved PI model for hysteresis nonlinearity is verified by the experimental method. Two groups of experiments are carried out. The results show that the improved PI model can compensate the hysteresis nonlinearity well, and the tracking error can be controlled within 1%. Therefore, the improved PI model based on STOP operator has good practical value in the field of piezoelectric ceramic control.
【作者單位】： 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所激光與物質(zhì)相互作用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國科學(xué)院大學(xué);
【基金】：長春市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(No.2013270)
【分類號】：TP273

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本文編號：2286973