随着科技的发展,智能材料结构迅速成为研究热点.超磁致伸缩作动器(Giant Magnetostrictive Actuator,GMA)以其具有大位移、大功率、控制精度高响应速度快等诸多优点,在声纳、超精密机床、机器人、微电机系统、原子显微镜、等工程领域中均显出了良好的应用前景,成为一种极具潜力的新型智能微位移作动器.率相关迟滞非线性及应力相关迟滞非线性成为GMA在工程广泛应用的阻碍因素,这种动态迟滞现象的存在不仅会降低系统性能和控制精度,甚至导致系统发散或者不稳定,从而阻碍了智能材料在更广阔领域中的应用.因此,本文在Modified Prandtl-Ishlinskii(mpi)模型基础上针对GMA的率相关及应力相关迟滞非线性进行建模与控制,主要工作有以下两个部分:1、第一部分通过将mpi模型与动态权值、动态阈值相结合来对GMA的率相关迟滞非线性进行建模,建立了能够在一定频率范围内有效表征GMA的率相关迟滞非线性的模型,RDmpi(Rate-Dependent Modified Prandtl-Ishlinskii)模型.为了检验所建动态模型的准确性以及其在控制中的效果,针对所建模型采用前馈逆补偿方法对GMA进行跟踪控制仿真与实验.仿真果显示输出信号能较好的跟踪期望信号,表明了所提出RDmpi模型能够较为准确的描述GMA的率相关迟滞非线性,验证了模型的有效性.2、第二部分则是在mpi的基础上应用Hammerstein模型对GMA的应力相关迟滞特性建立模型,以mpi模型代表Hammerstein模型静态非线性部分,以ARX模型(Autoregressive model with exogenous input)代表Hammerstein模型线性动态部分,并给出模型中参数的识别方法.为了检测所建应力相关Hammerstein模型的精确性,基于所建模型设计前馈反馈复合控制器对GMA进行跟踪控制.仿真结果显示出良好的跟踪效果,表明了所提出的应力相关Hammerstein模型能够较为准确的表示GMA的应力相关迟滞非线性,证明了其有效性.
利用Hammerstein模型对超磁致伸缩作动器（GMA,Giant Magnetostrictive Actuators）进行建模,分别以改进的Prandtl-Ishlinskii（mpi,Modified Prandtl-Ishlinskii）模型和外因输入自回归模型（ARX,Autoregressive model with exogenous ...
详细信息
利用Hammerstein模型对超磁致伸缩作动器（GMA,Giant Magnetostrictive Actuators）进行建模,分别以改进的Prandtl-Ishlinskii（mpi,Modified Prandtl-Ishlinskii）模型和外因输入自回归模型（ARX,Autoregressive model with exogenous input）代表Hammerstein模型中的静态非线性部分和线性动态部分,并给出了模型的辨识方法.此模型能在1~100 Hz频率范围内较好地描述GMA的率相关迟滞非线性特性.提出了前馈逆补偿和比例-微分-积分（PID,Proportional-Integral-Derivative）反馈相结合的复合控制策略.实时跟踪幅值为16μm的单一频率和复合频率正弦参考输入信号,均方根误差小于1μm,相对误差小于10%,证明了控制策略的有效性.
利用Hammerstein模型对超磁致伸缩作动器(Giant magnetostrictive actuators,GMA)的率相关迟滞非线性进行建模,分别以改进的Prandtl-Ishlinskii(Modified Prandtl-Ishlinskii)模型和外因输入自回归模型(Autoregressive model with exoge...
详细信息
利用Hammerstein模型对超磁致伸缩作动器(Giant magnetostrictive actuators,GMA)的率相关迟滞非线性进行建模,分别以改进的Prandtl-Ishlinskii(Modified Prandtl-Ishlinskii)模型和外因输入自回归模型(Autoregressive model with exogenous input,ARX)代表Hammerstein模型中的静态非线性部分和线性动态部分,并给出了模型的辨识方法.此模型能在1～100Hz频率范围内较好地描述GMA的率相关迟滞非线性.提出了带有逆补偿器和H∞鲁棒控制器的二自由度跟踪控制策略,实时跟踪控制实验结果证明了所提策略的有效性.
暂无评论