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基于改进PI模型的压电陶瓷迟滞特性补偿控制 被引量：32
1
作者 于志亮 刘杨 +2 位作者 王岩 李松 谭久彬 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期129-135,共7页
压电陶瓷执行器的迟滞特性会降低星间激光通信精瞄系统的定位精度,对信标光的捕获以及链路的稳定性造成影响。针对这一问题,通过分析压电陶瓷执行器迟滞特性产生机理,提出一种基于PLAY迟滞算子的改进(Prandtl-Ishlinskii,PI)数学模型及... 压电陶瓷执行器的迟滞特性会降低星间激光通信精瞄系统的定位精度,对信标光的捕获以及链路的稳定性造成影响。针对这一问题,通过分析压电陶瓷执行器迟滞特性产生机理,提出一种基于PLAY迟滞算子的改进(Prandtl-Ishlinskii,PI)数学模型及其辨识方法,并利用该模型对压电陶瓷执行器迟滞特性进行前馈线性化逆补偿。并通过实验来验证数学模型和线性化的有效性,实验结果表明,通过对系统输入不同频率下等幅和减幅正弦控制信号来验证前馈逆补偿性能时,改进的模型最大拟合误差均在1%之内,通过前馈模型逆补偿的控制方法可使压电陶瓷驱动的线性度误差由5%减小到1%以内,并且改进PI模型在计算复杂度上由O(n)简化为O(1)。 展开更多
关键词 快速倾斜镜 压电陶瓷执行器 迟滞特性 改进pi模型
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迟滞与蠕变耦合压电系统的建模及补偿方法 被引量：5
2
作者 温盛军 李亮 +1 位作者 喻俊 苏孟豪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期25-32,53,共9页
为了准确地描述压电驱动定位平台复杂的非线性特性,在经典Hammerstein结构模型基础上串联分数阶算子,提出了一种耦合迟滞、动力学和蠕变的非线性数学模型。其中该模型的蠕变、迟滞非线性特性分别采用分数阶算子和PI模型来描述;机械动力... 为了准确地描述压电驱动定位平台复杂的非线性特性,在经典Hammerstein结构模型基础上串联分数阶算子,提出了一种耦合迟滞、动力学和蠕变的非线性数学模型。其中该模型的蠕变、迟滞非线性特性分别采用分数阶算子和PI模型来描述;机械动力学特性使用二阶离散传递函数表示。此外,考虑了耦合模型的参数辨识问题,并通过压电驱动定位试验平台对所提耦合模型进行了验证。在1~100 Hz的正弦波输入电压信号作用下,与不考虑蠕变特性的Hammerstein结构模型相比,该耦合模型在均方根误差指标降低了27%以上,相对误差指标下降了约50%。该试验结果充分表明了所提耦合模型的有效性。在模型建立的基础上设计了逆蠕变和迟滞模型对系统进行前馈补偿,并结合PID控制算法对系统的性能进行调节。仿真结果验证了该复合控制方案在低频和混合频率输入信号下具有良好的跟踪效果。 展开更多
关键词 迟滞 蠕变 pi模型 分数阶算子 自适应控制
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压电宏纤维致动器的双极性非对称迟滞建模及补偿控制 被引量：4
3
作者 徐金秋 娄军强 +3 位作者 杨依领 陈特欢 马剑强 崔玉国 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期159-165,共7页
提出了一种双极性非对称改进PI(Bipolar Asymmetric Improved PI,BAIPI)模型描述压电宏纤维(Marco Fiber Composite,MFC)的迟滞特性,BAIPI模型利用经典Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型Play算子加权叠加描述MFC的对称迟滞特性,然后叠加... 提出了一种双极性非对称改进PI(Bipolar Asymmetric Improved PI,BAIPI)模型描述压电宏纤维(Marco Fiber Composite,MFC)的迟滞特性,BAIPI模型利用经典Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型Play算子加权叠加描述MFC的对称迟滞特性,然后叠加一系列不同权重、不同阈值的双边死区算子描述MFC的双极性非对称特性。实验辨识结果表明:BAIPI模型对MFC致动器的建模误差从PI迟滞模型的16.8%降为4.2%。在基于BAIPI逆模型的前馈补偿下,MFC致动的柔性梁构件跟踪等幅、变幅三角波轨迹的实测位移与期望跟踪位移基本重合,补偿后等幅三角波实测位移与理想位移之间的线性度为2.36%。因此,所提出BAIPI迟滞模型及补偿方法显著提高了MFC致动器的定位驱动和跟踪精度。 展开更多
关键词 迟滞 压电宏纤维 双极性非对称改进pi模型 双边死区算子 前馈补偿
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MFC致动器的动态迟滞模型辨识及补偿控制 被引量：4
4
作者 卢荣华 陈特欢 +1 位作者 娄军强 崔玉国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期301-308,共8页
压电宏纤维(marco fiber composite,MFC)具有柔性好、变形能力强的优点,但MFC致动器驱动的柔性臂的迟滞非线性严重影响系统定位精度。提出一种具有非对称性的改进Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,解决经典PI迟滞模型的缺陷(对称性);该... 压电宏纤维(marco fiber composite,MFC)具有柔性好、变形能力强的优点,但MFC致动器驱动的柔性臂的迟滞非线性严重影响系统定位精度。提出一种具有非对称性的改进Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,解决经典PI迟滞模型的缺陷(对称性);该模型基于经典PI迟滞模型,叠加一系列不同权重、不同阈值的双边死区算子获得,基于最小二乘法的迟滞模型辨识结果表明,改进PI迟滞模型对MFC致动器的迟滞建模误差从PI迟滞模型误差的16.06%降到5.58%。另外,建立系统的离散传递函数模型来描述系统的线性动态特性,并与改进PI迟滞模型串联得到组合模型,解决纯迟滞模型仅能描述低频、准静态情况下的迟滞特性问题。在前馈补偿下,对MFC致动的柔性臂进行正弦波轨迹跟踪试验,测得补偿后实测位移与期望跟踪位移基本吻合,跟踪精度达到93.62%以上。试验结果证明,所提出的改进PI迟滞模型、离散传递函数模型及补偿方法的有效性。 展开更多
关键词 压电宏纤维(MFC) 迟滞非线性 双极性非对称 改进prandtl-ishlinskii(pi)迟滞模型 离散传递函数模型 前馈补偿
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