針對壓電陶瓷遲滯環(huán)節(jié)的UDE控制方法研究.pdf

1、壓電陶瓷驅動器具有高控制精度、高分辨率、大驅動力、低能耗、快響應等優(yōu)點，因此被廣泛應用于納米定位系統(tǒng)中，但是它自身卻具有如蠕變特性、遲滯特性以及溫度特性等非線性特性，這些非線性特性對其輸出精度造成了較大的影響，尤其是遲滯非線性特性在實際控制系統(tǒng)中必須加以考慮。
　　本文從三個方面對壓電陶瓷的遲滯特性進行研究。首先為了對壓電陶瓷的遲滯進行補償，本論文采用Prandtl-Ishlinskii模型進行遲滯建模。為了彌補經典Prandtl

2、-Ishlinskii模型的中心對稱性帶來的建模誤差，本文通過改變經典Prandtl-Ishlinskii算子的上升曲線和下降曲線的斜率得到改進的Prandtl-Ishlinskii模型，改進后的Prandtl-Ishlinskii模型精度大大提高，同時提出了直接求取遲滯逆模型方法，減少了運算量。
　　為了最大限度減小建模誤差對控制效果的影響，接下來引入了一種基于UDE(Uncertainty and Disturbance Es

3、timator)的反饋控制器，該控制器不需要精確地建立遲滯模型，而是將遲滯轉化為線性系統(tǒng)的擾動，然后對擾動和其他不確定性進行控制。在實驗中將該控制器和PID控制器進行對比，得到了更好的控制效果，進而驗證了算法的有效性。
　　在最后一部分采用基于模型的UDE控制器，該控制器將模型前饋控制和UDE反饋控制結合起來，前饋部分采用改進的Prandtl-Ishlinskii逆模型對系統(tǒng)進行遲滯補償，經過補償后的系統(tǒng)的不確定性更小，再結合UD