由于微納操縱系統(tǒng)的分辨率達(dá)到了原子級,使得納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展如火如荼。目前,微納操縱系統(tǒng)多采用壓電驅(qū)動器來驅(qū)動定位平臺進(jìn)行精密定位跟蹤。然而,壓電驅(qū)動器所固有的遲滯特性、振動特性等嚴(yán)重影響了定位的精度與速度。為提高壓電定位平臺在工作狀態(tài)下的定位精度,論文首先建立了壓電驅(qū)動器改進(jìn)的Prandtl-Ishlinskii（P-I）遲滯模型,并通過實驗對所建立的遲滯模型的有效性進(jìn)行了驗證,又對壓電定位平臺在電學(xué)特性及機械特性兩方面進(jìn)行了深入分析,建立了其動力學(xué)模型,為控制器的設(shè)計提供模型基礎(chǔ);其次,以改進(jìn)的P-I遲滯模型的逆模型作為前饋補償控制器來消除壓電定位平臺的遲滯,并通過實驗驗證了所設(shè)計控制器的有效性;再次,針對前饋補償控制器需要有精確的被控對象的數(shù)學(xué)模型和無法完全消除遲滯非線性的缺陷,設(shè)計了一種自整定模糊PID反饋控制方法,仿真結(jié)果得出,該控制方法雖然可以將控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差消除掉,但系統(tǒng)響應(yīng)速度并不理想;最后,將基于改進(jìn)的P-I遲滯模型的前饋補償控制與自整定模糊PID反饋控制相結(jié)合,設(shè)計了一種復(fù)合控制器,仿真結(jié)果表明,該復(fù)合控制方法相較于前饋補償控制與自整定模糊PID反饋控制,不僅提... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PZTA電壓-位移曲線

當(dāng)外加的電場強度比臨界電場強度大時，壓電陶逆壓電效應(yīng)，二是非 180°電疇的轉(zhuǎn)向。其中后者將會并且轉(zhuǎn)向是完全不可逆的。當(dāng)對 PZTA 施加某一形式現(xiàn)為：當(dāng)外加驅(qū)動電壓逐漸增大或者逐漸減小時，相曲線是不重合的，它們存在回差[49,50]。，PZTA 的遲滯非線性特性還與驅(qū)動電壓的頻率存在一同幅值不同頻率的驅(qū)動電壓作用下，PZTA 所表現(xiàn)出的頻率越大時遲滯現(xiàn)象越明顯，即遲滯環(huán)越寬，如圖 2.

圖 2.5 不同頻率正弦電壓下的遲滯回路2.2.2 蠕變特性蠕變特性是指 PZTA 在驅(qū)動電壓作用下發(fā)生的形變量與作用時間之間的關(guān)系。由于 PZTA 內(nèi)部晶格之間存在一定的摩擦力，當(dāng)給 PZTA 施加某一幅值的驅(qū)動電壓信號后，其形變不能瞬時完成，而是分為兩部分：一部分是在施加電壓后的幾毫秒內(nèi)完成；另一部分是在第一部分完成之后比較長的時間內(nèi)緩慢完成。在方波信號和階梯信號激勵下，當(dāng)驅(qū)動電壓穩(wěn)定以后，壓電定位平臺的輸出位移將會隨著時間的改變出現(xiàn)漂移，如圖 2.6 和圖 2.7 所示[51]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]壓電陶瓷驅(qū)動微定位平臺遲滯非線性建模及控制方法研究[D]. 趙宇.吉林大學(xué) 2016
[2]宏微定位平臺的磁滯補償模型與切換控制研究[D]. 戴旭飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]微納定位平臺的遲滯非線性建模與控制技術(shù)[D]. 賀瑤.浙江大學(xué) 2013



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