具有遲滯特性的作動器建模及逆補償控制.pdf

1、作為典型的智能結(jié)構(gòu)，壓電作動器和超磁致作動器獲得了廣泛應用。但是作動器存在復雜的率相關(guān)遲滯非線性，會造成系統(tǒng)精度超差，易產(chǎn)生振蕩，甚至閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題。如何對智能結(jié)構(gòu)進行建模和控制，具有重要的理論研究意義和工程應用價值。
　　本文以壓電作動器和超磁致作動器為控制對象，深入研究率相關(guān)遲滯非線性系統(tǒng)的逆補償控制理論與方法，旨在消除率相關(guān)遲滯非線性對控制精度的影響，分別實現(xiàn)壓電作動器和超磁致作動器的實時跟蹤控制。文章從遲滯非線性系統(tǒng)

2、建模、逆補償控制策略設計、實驗驗證三個層次展開，主要研究內(nèi)容如下:
　　采用Hammerstein模型思想分別建立壓電作動器和超磁致作動器的遲滯模型。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡和ARX模型分別表征作動器的遲滯非線性和率相關(guān)性。采用擴展空間輸入法，以神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)合play算子構(gòu)建的基本遲滯算子，來克服作動器的多值映射性。建模結(jié)果表明，無論是壓電作動器還是超磁致作動器，所設計的模型都能描述其遲滯非線性，而且具有易于辨識、頻率泛化能力強等優(yōu)點。

3、r>　　設計了前饋反饋復合控制策略對壓電作動器和超磁致作動器進行跟蹤控制。采用作動器的Hammerstein逆模型構(gòu)建前饋控制器，分別設計了PID控制、基于單神經(jīng)元PID控制、模糊PD控制三種反饋控制器。
　　搭建了基于dSPACE半實物仿真平臺的作動器實時跟蹤控制實驗系統(tǒng)，介紹了實驗流程和S-Function的編寫方法。對壓電作動器和超磁致作動器，分別設計了實時跟蹤控制實驗。對實驗結(jié)果進行了分析和比較。跟蹤結(jié)果表明，對壓電作動器