【摘要】：壓電陶瓷執(zhí)行器的遲滯特性會(huì)降低星間激光通信精瞄系統(tǒng)的定位精度,對(duì)信標(biāo)光的捕獲以及鏈路的穩(wěn)定性造成影響。針對(duì)這一問(wèn)題,通過(guò)分析壓電陶瓷執(zhí)行器遲滯特性產(chǎn)生機(jī)理,提出一種基于PLAY遲滯算子的改進(jìn)(Prandtl-Ishlinskii,PI)數(shù)學(xué)模型及其辨識(shí)方法,并利用該模型對(duì)壓電陶瓷執(zhí)行器遲滯特性進(jìn)行前饋線性化逆補(bǔ)償。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型和線性化的有效性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)輸入不同頻率下等幅和減幅正弦控制信號(hào)來(lái)驗(yàn)證前饋逆補(bǔ)償性能時(shí),改進(jìn)的模型最大擬合誤差均在1%之內(nèi),通過(guò)前饋模型逆補(bǔ)償?shù)目刂品椒ǹ墒箟弘娞沾沈?qū)動(dòng)的線性度誤差由5%減小到1%以?xún)?nèi),并且改進(jìn)PI模型在計(jì)算復(fù)雜度上由O(n)簡(jiǎn)化為O(1)。
[Abstract]:The hysteresis characteristics of piezoelectric ceramic actuators will reduce the positioning accuracy of the precise pointing system of inter-satellite laser communication and affect the acquisition of beacon light and the stability of the link. In order to solve this problem, an improved (Prandtl-Ishlinskii,PI) mathematical model based on PLAY hysteresis operator and its identification method are proposed by analyzing the mechanism of hysteresis characteristics of piezoelectric actuators. The hysteresis characteristics of piezoelectric actuators are compensated by feedforward linearization inverse compensation using this model. The effectiveness of the mathematical model and linearization is verified by experiments. The experimental results show that the feedforward and inverse compensation performance is verified by the constant amplitude and reduced amplitude sinusoidal control signals at different frequencies. The maximum fitting error of the improved model is within 1%. The linearity error of piezoelectric ceramic drive can be reduced from 5% to less than 1% by the control method of feedforward model inverse compensation. The improved PI model is simplified from O (n) to O (1) in computational complexity.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程系;哈爾濱工業(yè)大學(xué)超精密光電儀器工程研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51405097,61274109);國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(51537002)資助
【分類(lèi)號(hào)】：TP215

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本文編號(hào)：2383581