检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张东岳中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

学位级别：硕士

为了实现不同波长激光的同轴合束,每台激光器都配备有可以承载合束镜片的两维压电陶瓷偏摆台。压电陶瓷具有结构尺寸小、控制精度高等优势,广泛的应用在微定位领域。但由于压电陶瓷具有迟滞性和蠕变性等一些非线性特性,从而给压电陶瓷... 详细信息

为了实现不同波长激光的同轴合束,每台激光器都配备有可以承载合束镜片的两维压电陶瓷偏摆台。压电陶瓷具有结构尺寸小、控制精度高等优势,广泛的应用在微定位领域。但由于压电陶瓷具有迟滞性和蠕变性等一些非线性特性,从而给压电陶瓷的精密控制增加了难度,严重的甚至使系统变得不可控制。通过对压电偏摆镜的迟滞模型以及控制算法进行研究,可以实现偏摆镜的精密控制,从而满足控制系统的要求。在工程项目指标要求中,压电偏摆镜绕相互垂直两个轴转动的最大行程范围为±1mrad,定位精度优于5μrad。本文通过对压电陶瓷的迟滞特性、蠕变特性和温度特性等非线性特性进行理论研究,分析了压电陶瓷的微观极化机理。并对压电偏摆台机械结构,包括内部的制动器和精密偏转机构以及压电偏摆台的电气连接结构和所选用的信号采集传感器进行了理论分析。阐述了驱动控制系统中各个电路模块的设计原理,其中包括控制模块、驱动模块和检测模块。控制模块主要包括主控芯片DSP、串并转换接口FPGA、数模转换芯片D/A和A/D及其外围电路,用来实现控制算法、产生控制信号;驱动模块采用误差放大式驱动模式,利用高压功率运算放大器将控制模块输出的电压信号进行放大,驱动偏摆台转动;检测模块采用两级运算放大结构,将传感器采集的压电陶瓷的微形变信号进行放大,反馈给控制模块。然后对驱动控制系统硬件电路的线性度、输出稳定性和零点重复性进行检测。通过设计压电偏摆镜控制驱动硬件平台并对偏摆台建立了pi迟滞模型及参数辨识,求解pi迟滞逆模型及其参数并设计前馈控制器对压电陶瓷执行器进行前馈控制,再通过引入piD反馈控制环节可以实现对压电偏摆镜的复合精密控制,进一步提高控制精度。实验结果表明,复合控制的最大定位误差为2.2μrad,符合系统要求。本文的研究工作有助于实现偏摆镜中压电陶瓷的精密控制,对压电陶瓷两维偏摆镜的广泛应用具有一定的理论和实际价值。

关键词：压电陶瓷压电偏摆镜 pi迟滞模型复合控制

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压电驱动平台的自适应piD控制

引用

微特电机 2019年第8期47卷 54-57,63页

作者：曾佑轩马立钟博文孙立宁汪文峰上海大学上海200072 苏州大学苏州215021

为了辨识出最优的piD控制参数,建立压电驱动平台传动系统的动力学模型;根据压电陶瓷实际的迟滞特性曲线的非对称性,改进为非对称的pi迟滞模型,形成基于改进pi迟滞模型的前馈piD控制。采用基于改进的单神经元自适应piD控制算法和基于BP... 详细信息

为了辨识出最优的piD控制参数,建立压电驱动平台传动系统的动力学模型;根据压电陶瓷实际的迟滞特性曲线的非对称性,改进为非对称的pi迟滞模型,形成基于改进pi迟滞模型的前馈piD控制。采用基于改进的单神经元自适应piD控制算法和基于BP神经网络的piD控制算法,实现piD参数的在线实时调整。搭建压电陶瓷驱动平台实验系统,并进行闭环控制实验。结果显示,驱动平台在前馈piD控制、单神经元自适应piD控制算法及基于BP神经网络自整定piD控制算法下的平均定位误差分别为16.5nm,8.3nm及5.1nm。自适应piD闭环控制精度优于前馈piD控制,神经网络整定piD控制精度高于单神经元自适应piD控制。

关键词：压电驱动平台 pi迟滞模型自适应piD控制前馈piD控制

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智能驱动结构的迟滞蠕变逆补偿与形状振动控制研究

智能驱动结构的迟滞蠕变逆补偿与形状振动控制研究

引用

新材料与能源产业发展大会

作者：张铖广东省深圳市光明区中山大学深圳校区航空航天学院 518107

大挠性板状结构在航天器智能结构、智能驱动领域广泛应用，但因自身低阻尼、低质量、低阶模态密集等特点，逐渐难以满足航天器在指向精度，型面调整，及控制带宽等方面的严苛要求。针对此，本文探索了压电纤维驱动的挠性板状结构在航天... 详细信息

大挠性板状结构在航天器智能结构、智能驱动领域广泛应用，但因自身低阻尼、低质量、低阶模态密集等特点，逐渐难以满足航天器在指向精度，型面调整，及控制带宽等方面的严苛要求。针对此，本文探索了压电纤维驱动的挠性板状结构在航天器中应用的可行性，着重基于pi迟滞模型和蠕变算子逆补偿方法研究其形状及振动主动控制。首先，依靠机-电耦合动力学模型探究了压电板状结构动力学特性;进一步，基于迟滞蠕变非线性逆补偿方法，完成了结构形状主动控制与振动控制系统设计;最后，通过实验成功验证了该控制方法的有效性。研究结果可为压电智能板状结构在航天器中的应用提供技术支撑。

关键词：迟滞特性 pi迟滞模型蠕变算子智能材料形状控制

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