仪器仪表学报
儀器儀錶學報
의기의표학보
Chinese Journal of Scientific Instrument
2015年
7期
1514-1521
,共8页
压电陶瓷微执行器%迟滞%线性化%Bouc-Wen模型%前馈控制
壓電陶瓷微執行器%遲滯%線性化%Bouc-Wen模型%前饋控製
압전도자미집행기%지체%선성화%Bouc-Wen모형%전궤공제
piezoceramic micro-actuator%hysteresis%linearization%Bouc-Wen model%feedforward control
本文提出并研究了利用Bouc-Wen模型构建压电陶瓷执行器的迟滞位移在线观测器的方法,并采用迟滞位移在线观测器构成前馈控制系统实现了压电陶瓷执行器的输出位移与输入控制电压之间迟滞关系的线性化.在此基础上设计了相应的数字控制算法,实现了一种基于数字信号处理器的前馈线性化控制器,建立了相应的实验装置并进行了实验验证.实验结果表明,当前馈线性化控制器的输入控制电压为频率0.5 Hz幅值5V的正弦电压时(功率放大器放大倍数为20倍),压电陶瓷执行器输出位移的最大绝对误差和非线性度分别为1.25μm和2.37％;当前馈线性化控制器的输入控制电压为频率0.5 Hz幅值递增的三角波电压时,压电陶瓷执行器输出位移的最大绝对误差和非线性度分别为1.80 μm和3.06％.采用DSP实现的前馈线性化控制器能够较好地实现压电陶瓷执行器输出位移与输入控制电压之间迟滞关系的线性化,而且由于是开环控制,成本较低.
本文提齣併研究瞭利用Bouc-Wen模型構建壓電陶瓷執行器的遲滯位移在線觀測器的方法,併採用遲滯位移在線觀測器構成前饋控製繫統實現瞭壓電陶瓷執行器的輸齣位移與輸入控製電壓之間遲滯關繫的線性化.在此基礎上設計瞭相應的數字控製算法,實現瞭一種基于數字信號處理器的前饋線性化控製器,建立瞭相應的實驗裝置併進行瞭實驗驗證.實驗結果錶明,噹前饋線性化控製器的輸入控製電壓為頻率0.5 Hz幅值5V的正絃電壓時(功率放大器放大倍數為20倍),壓電陶瓷執行器輸齣位移的最大絕對誤差和非線性度分彆為1.25μm和2.37％;噹前饋線性化控製器的輸入控製電壓為頻率0.5 Hz幅值遞增的三角波電壓時,壓電陶瓷執行器輸齣位移的最大絕對誤差和非線性度分彆為1.80 μm和3.06％.採用DSP實現的前饋線性化控製器能夠較好地實現壓電陶瓷執行器輸齣位移與輸入控製電壓之間遲滯關繫的線性化,而且由于是開環控製,成本較低.
본문제출병연구료이용Bouc-Wen모형구건압전도자집행기적지체위이재선관측기적방법,병채용지체위이재선관측기구성전궤공제계통실현료압전도자집행기적수출위이여수입공제전압지간지체관계적선성화.재차기출상설계료상응적수자공제산법,실현료일충기우수자신호처리기적전궤선성화공제기,건립료상응적실험장치병진행료실험험증.실험결과표명,당전궤선성화공제기적수입공제전압위빈솔0.5 Hz폭치5V적정현전압시(공솔방대기방대배수위20배),압전도자집행기수출위이적최대절대오차화비선성도분별위1.25μm화2.37％;당전궤선성화공제기적수입공제전압위빈솔0.5 Hz폭치체증적삼각파전압시,압전도자집행기수출위이적최대절대오차화비선성도분별위1.80 μm화3.06％.채용DSP실현적전궤선성화공제기능구교호지실현압전도자집행기수출위이여수입공제전압지간지체관계적선성화,이차유우시개배공제,성본교저.
