具有遲滯特性的作動(dòng)器建模及逆補(bǔ)償控制.pdf

1、作為典型的智能結(jié)構(gòu)，壓電作動(dòng)器和超磁致作動(dòng)器獲得了廣泛應(yīng)用。但是作動(dòng)器存在復(fù)雜的率相關(guān)遲滯非線性，會(huì)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(duì)智能結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和控制，具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以壓電作動(dòng)器和超磁致作動(dòng)器為控制對(duì)象，深入研究率相關(guān)遲滯非線性系統(tǒng)的逆補(bǔ)償控制理論與方法，旨在消除率相關(guān)遲滯非線性對(duì)控制精度的影響，分別實(shí)現(xiàn)壓電作動(dòng)器和超磁致作動(dòng)器的實(shí)時(shí)跟蹤控制。文章從遲滯非線性系統(tǒng)

2、建模、逆補(bǔ)償控制策略設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三個(gè)層次展開，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　采用Hammerstein模型思想分別建立壓電作動(dòng)器和超磁致作動(dòng)器的遲滯模型。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和ARX模型分別表征作動(dòng)器的遲滯非線性和率相關(guān)性。采用擴(kuò)展空間輸入法，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合play算子構(gòu)建的基本遲滯算子，來克服作動(dòng)器的多值映射性。建模結(jié)果表明，無論是壓電作動(dòng)器還是超磁致作動(dòng)器，所設(shè)計(jì)的模型都能描述其遲滯非線性，而且具有易于辨識(shí)、頻率泛化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

3、r>　　設(shè)計(jì)了前饋反饋復(fù)合控制策略對(duì)壓電作動(dòng)器和超磁致作動(dòng)器進(jìn)行跟蹤控制。采用作動(dòng)器的Hammerstein逆模型構(gòu)建前饋控制器，分別設(shè)計(jì)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(shí)物仿真平臺(tái)的作動(dòng)器實(shí)時(shí)跟蹤控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，介紹了實(shí)驗(yàn)流程和S-Function的編寫方法。對(duì)壓電作動(dòng)器和超磁致作動(dòng)器，分別設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)跟蹤控制實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和比較。跟蹤結(jié)果表明，對(duì)壓電作動(dòng)器