检索结果-内蒙古大学图书馆

传感器与微系统 2025年第4期44卷 110-113页

作者：李海吉刘永刚王亚腾杜哲河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

本文提出了一种基于交叉指型排列分布的环状电极压电作动器,分析了其电极结构与驱动原理,采用丝网印刷法对环状电极压电作动器的电极进行制作,并进行极化,完成对待测元件的制备。搭建了位移检测平台,对待测元件的静态性能进行检测。试... 详细信息

本文提出了一种基于交叉指型排列分布的环状电极压电作动器,分析了其电极结构与驱动原理,采用丝网印刷法对环状电极压电作动器的电极进行制作,并进行极化,完成对待测元件的制备。搭建了位移检测平台,对待测元件的静态性能进行检测。试验结果表明:激励信号波形对直径为?25 mm、厚度为2 mm、电极宽度为0.8 mm、分支电极中心距为1.6 mm的环状电极压电作动器的峰值位移影响不大。当激励频率从0.2 Hz逐渐增加到1.0 Hz时,其位移峰值从1.5μm降低到了1.3μm。激励电压对该元件的峰值位移影响比较大,当激励电压幅值为50 V时,其峰值位移只有0.4μm;当激励电压幅值为200 V时,其峰值位移达到了1.5μm,是相同结构的传统电极压电作动器的2.37倍,该驱动器具有较好的位移性能。

关键词：环状电极制备压电作动器激励信号径向位移

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压电作动器的率相关迟滞建模与跟踪控制

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光学精密工程 2014年第3期22卷 616-625页

作者：王钰锋郭咏新毛剑琴空军大连通信士官学校辽宁大连116600 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

为了降低率相关迟滞特性对压电作动器的影响,研究了基于Hammerstein模型的建模方法和实时跟踪控制策略.以改进的Prandtl-Ishlinskii（MPI）模型表示静态非线性部分,以外因输入自回归模型（Autoregressive Model with Exogenous Input AR... 详细信息

为了降低率相关迟滞特性对压电作动器的影响,研究了基于Hammerstein模型的建模方法和实时跟踪控制策略.以改进的Prandtl-Ishlinskii（MPI）模型表示静态非线性部分,以外因输入自回归模型（Autoregressive Model with Exogenous Input ARX）表示动态线性部分,建立了能够描述压电作动器率相关迟滞特性的Hammerstein模型.基于所建Hammerstein模型,设计了基于前馈自适应逆补偿和PI反馈的复合控制策略.最后,设计并实现了基于前馈逆补偿和PI反馈的复合控制策略来对比和验证所设计的控制策略的有效性.验证实验显示：采用文中设计的控制策略实时跟踪100 Hz以内,幅值为11 μm的单一频率信号和扫频信号以及变幅值的复合频率信号和正弦扫描信号时,均方根误差为0.280 8～0.437 3μm,相对误差为0.016 5～0.024 4,并且具有良好的实时性能.与基于前馈逆补偿和PI反馈的复合控制策略相比,提出的基于前馈自适应逆补偿和PI反馈的复合控制策略具有更高的跟踪精度.

关键词：压电作动器率相关迟滞 Hammerstein模型自适应逆复合控制

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压电作动器用无源可控电抗器及其动态补偿系统

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中国电机工程学报 2015年第5期35卷 1237-1242页

作者：李华峰李苏楠张本锋机械结构强度与振动国家重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016

压电作动器具有响应快、输出力大等优点,已在超声电机、超声换能器等多个领域得到成功应用。对驱动器而言,压电作动器是一种时变非线性容性负载,为提高驱动器效率,需进行动态无功补偿。为此,该文提出了一种基于变压器的无源可控电抗器... 详细信息

压电作动器具有响应快、输出力大等优点,已在超声电机、超声换能器等多个领域得到成功应用。对驱动器而言,压电作动器是一种时变非线性容性负载,为提高驱动器效率,需进行动态无功补偿。为此,该文提出了一种基于变压器的无源可控电抗器动态无功补偿的新方案。通过对变压器T型等效电路的端口等效阻抗方程分析可知,当变压器负载阻抗变化时,变压器的等效并联感抗会随之发生变化,从而实现变压器一次侧阻抗可调。从理论上分析了需补偿的容抗范围与可控电抗器参数之间的定量关系,并采用马达电位器作为变压器可调负载,用DSP2812作为控制器对所提出的可控电抗器动态补偿系统进行了实验验证。理论和实验结果证明了该方案的正确性。

关键词：压电作动器无功补偿可控电抗器变压器功率因数

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压电作动器的迟滞非线性建模和实时补偿控制仿真

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功能材料 2009年第8期40卷 1297-1301页

作者：李以农张锋郑玲重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

压电作动器的迟滞非线性不同程度的影响了作动器的性能,降低了系统的稳定性,甚至使得系统不稳定,尤其在振动主动控制应用中,要求系统具有极强的实时性,否则由于相位滞后控制效果将会受到严重影响。在研究了各种迟滞非线性模型和补偿算... 详细信息

压电作动器的迟滞非线性不同程度的影响了作动器的性能,降低了系统的稳定性,甚至使得系统不稳定,尤其在振动主动控制应用中,要求系统具有极强的实时性,否则由于相位滞后控制效果将会受到严重影响。在研究了各种迟滞非线性模型和补偿算法的基础上,采用PI迟滞算子对压电作动器建立一个纯现象的模型来准确描述其迟滞现象,参数的线性不等式约束保证了求解的唯一性和模型的可逆性。在此基础上利用PI逆模型设计补偿器来补偿迟滞非线性。仿真结果证明了控制算法的正确性和有效性,并有效抑制了迟滞的影响,保证了理想的跟踪精度。

关键词：压电作动器迟滞非线性 PI模型逆模型

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压电作动器非对称迟滞模型的建立和参数辨识

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仪器仪表学报 2017年第4期38卷 903-909页

作者：顾寒烈吴洪涛杨小龙李耀程世利南京航空航天大学机电学院南京210016 盐城工学院汽车工程学院盐城224000

现有的众多基于传统Bouc-Wen改进的压电陶瓷非对称迟滞模型存在参数冗余,降低了模型参数辨识的准确性,而且常用的粒子群算法(PSO)在辨识压电陶瓷非对称迟滞模型参数方面收敛慢且容易陷入局部最优值。为此,首先提出了一种归一化的非对称... 详细信息

现有的众多基于传统Bouc-Wen改进的压电陶瓷非对称迟滞模型存在参数冗余,降低了模型参数辨识的准确性,而且常用的粒子群算法(PSO)在辨识压电陶瓷非对称迟滞模型参数方面收敛慢且容易陷入局部最优值。为此,首先提出了一种归一化的非对称迟滞模型,采用两个多项式达到非对称效果,利用归一化Bouc-Wen消除参数冗余;然后采用参数和变异策略自适应的差分进化算法进行迟滞参数辨识;建立了相应的测试系统,对压电陶瓷作动器进行了实验研究。结果表明,相比于传统的Bouc-Wen模型,所提出的模型能更精确地描述压电陶瓷实际电压位移曲线,而且消除了参数的冗余,降低了参数辨识的难度。相比于粒子群算法和传统差分进化算法,自适应差分进化算法能更快更精准地找到最优参数值。

关键词：压电作动器非对称迟滞归一化Bouc-Wen 参数辨识自适应差分进化算法

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压电作动器的支持向量机迟滞模型

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仪器仪表学报 2018年第9期39卷 228-235页

作者：严秀权吴洪涛李耀杨小龙康升征南京航空航天大学机电学院

压电作动器被广泛应用于高精度定位领域,但是其固有的迟滞非线性会严重影响定位精度。为了准确地描述压电作动器的迟滞特性,提出了一种基于非线性自回归移动平均（NARMAX）的支持向量机（SVM）迟滞模型。为了建立SVM迟滞模型,首先需要... 详细信息

压电作动器被广泛应用于高精度定位领域,但是其固有的迟滞非线性会严重影响定位精度。为了准确地描述压电作动器的迟滞特性,提出了一种基于非线性自回归移动平均（NARMAX）的支持向量机（SVM）迟滞模型。为了建立SVM迟滞模型,首先需要将压电作动器的输入输出关系从一个多值映射问题转化为单值映射问题,对比了不同的单值映射对SVM迟滞模型精度及泛化能力的影响,提出了一种基于NARMAX构建单值映射的方法,建立了在全局上具有更高精度的压电作动器SVM迟滞模型。通过减小训练集中所包含输入信号频率的间隔,提高了模型在测试集上的精度。采用交叉验证的方法确定SVM模型中的参数,提高了迟滞模型在全局上的精度和泛化能力。结果表明,相比传统Bouc-Wen模型,所提出的模型在1 Hz处精度提高了8倍,在50 Hz处精度提高了60倍。通过位移跟踪实验,证明了基于SVM迟滞逆模型的前馈＋反馈（FF＋FB）控制能够有效提高跟踪精度,相较于PID反馈控制,其跟踪误差最多可降低73.9%。

关键词：压电作动器支持向量机率相关迟滞建模外部输入非线性自回归移动平均

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压电作动器驱动两级电液比例减压阀设计分析

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哈尔滨工业大学学报 2017年第7期49卷 46-51页

作者：杨庆俊汪俊龙吕庆军熊庆辉哈尔滨工业大学流体控制与自动化系哈尔滨150080 车辆传动国防科技重点实验室(北京理工大学) 北京100072

针对以往采用压电作动器的减压阀必须采用压力传感器的不足,提出一种先导式比例减压阀.该阀采用压电作动器控制先导阀阀口开度,与先导供油器的固定节流孔形成分压作用,实现对先导压力的控制,进而控制主阀实现对主阀出口压力控制.对减压... 详细信息

针对以往采用压电作动器的减压阀必须采用压力传感器的不足,提出一种先导式比例减压阀.该阀采用压电作动器控制先导阀阀口开度,与先导供油器的固定节流孔形成分压作用,实现对先导压力的控制,进而控制主阀实现对主阀出口压力控制.对减压阀进行结构和原理分析,建立数学模型;用Simulink仿真分析结构参数对静动态特性的影响.采用调零弹簧将最低可控压力向下扩展到0;设计三台肩式阀芯结构,通过流场分析验证了该结构有效地减小液动力;根据仿真结果选择恰当的反馈阻尼孔尺寸,保证减压阀的动态特性.所设计的减压阀无须测量压力并闭环即可实现减压功能,具有良好的调压范围、调压精度,能实现快速稳定动态响应.

关键词：压电作动器比例减压阀数学模型三台肩式阀芯动态特性

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压电作动器的动态迟滞建模与H∞鲁棒控制

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控制理论与应用 2014年第1期31卷 35-41页

作者：王贞艳张臻周克敏毛剑琴北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024 西南交通大学电气工程学院四川成都610031 路易斯安那州立大学电气工程与计算机科学系美国巴吞鲁日70803

压电作动器具有率相关动态迟滞非线性特性,给传统建模和控制技术提出了挑战.本文针对压电作动器,提出了一种基于Bouc-Wen的Hammerstein率相关迟滞非线性模型,其中Bouc-Wen模型和线性动态模块分别用于描述系统的静态迟滞非线性特性和率... 详细信息

压电作动器具有率相关动态迟滞非线性特性,给传统建模和控制技术提出了挑战.本文针对压电作动器,提出了一种基于Bouc-Wen的Hammerstein率相关迟滞非线性模型,其中Bouc-Wen模型和线性动态模块分别用于描述系统的静态迟滞非线性特性和率相关特性.同时,构造了一个基于Bouc-Wen模型的迟滞补偿器,将迟滞补偿器与被控对象串联使系统线性化;并建立了不确定性系统模型,提出了一种H∞鲁棒跟踪控制方案,可以实现给定频率范围内单频率和复合频率参考信号的良好跟踪.实验结果表明,所建动态模型具有良好的泛化能力,跟踪控制相对误差小于8%,证明了所提出方法的有效性.

关键词：压电作动器迟滞非线性建模 Bouc-Wen模型鲁棒控制

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压电作动器在微力微位移装置中的应用

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压电与声光 2002年第2期24卷 101-103页

作者：王海容赵则祥蒋庄德西安交通大学精密工程研究所西安710049

在微力微位移装置中采用闭环控制压电作动器实现微位移进给和微力加载 ,设计了加载机构 ,建立加载机构的压电作动器输入电压、加载装置输出位移和输出力之间的关系。通过电容测位移仪检测输出位移 ,实验得到加载系统刚度 ,根据压电作动... 详细信息

在微力微位移装置中采用闭环控制压电作动器实现微位移进给和微力加载 ,设计了加载机构 ,建立加载机构的压电作动器输入电压、加载装置输出位移和输出力之间的关系。通过电容测位移仪检测输出位移 ,实验得到加载系统刚度 ,根据压电作动器输入电压、加载装置刚度 ,计算出加载力大小。

关键词：压电作动器微力微位移装置闭环控制柔性铰链加载机构

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振动控制中压电作动器非线性的补偿方法研究

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振动与冲击 2010年第11期29卷 55-60页

作者：胡芳张志谊华宏星上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 武汉理工大学材料学院武汉430070

在周期振动的自适应控制中,压电作动器的非线性特性会产生高次谐波,激发高阶模态振动。为抑制压电作动器的高次谐波激励,同时结合自适应振动控制的特点,提出一种新的作动器非线性补偿方法。该方法将作动器的非线性与结构的动态特性部分... 详细信息

在周期振动的自适应控制中,压电作动器的非线性特性会产生高次谐波,激发高阶模态振动。为抑制压电作动器的高次谐波激励,同时结合自适应振动控制的特点,提出一种新的作动器非线性补偿方法。该方法将作动器的非线性与结构的动态特性部分融合,用正交多项式从输入输出信号中拟合静态非线性及其逆变换,计算过程简单,数值稳定性高。在控制通道中,通过逆变换对控制信号进行预处理,使得补偿后的输入输出具有线性系统的特征,而输入输出之间的相位差完全由自适应算法进行补偿。实验结果表明,所给出的补偿方法能够抑制高次谐波,并改善了振动控制效果。

关键词：压电作动器振动控制非线性辨识正交多项式

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