[发明专利]一种压电陶瓷作动器的位移控制方法

权利要求书

1.一种压电陶瓷作动器的位移控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，采用基于改进的PI模型的迟滞补偿器对压电陶瓷作动器的迟滞特性进行补偿，所述改进的PI模型中的PI算子为：

x(t)=ω·max{v(t)-η1r,min{v(t)+η2r,x(t-T)}}x(0)=x0]]>

改进的PI模型为：

x(t)=Σi=1nωi·max{v(t)-η1iri,min{v(t)+η2iri,xi(t-T)}}x(0)=x0]]>

其中，x₀为压电陶瓷作动器的初始位置，x(t)为输出位移，v(t)为输入电压，r为算子阈值，T为算子的刷新时间，ω为算子的权重系数，n为算子的个数，η₁和η₂为新引入的PI参数；下标i表示第i个算子的相关参数；改进的PI模型的参数数值通过参数辨识获得；

步骤2，以迟滞补偿器的补偿误差、建立迟滞模型的模型误差、以及未知的干扰之和为总扰动Ψ(t)，利用扰动估计器将总扰动Ψ(t)估计出来，并将总扰动估计结果反馈给Backstepping控制器；

步骤3，按照backstepping控制器设计流程设计backstepping控制器，利用Backstepping控制器对步骤1迟滞补偿后的压电陶瓷作动器进行位移控制。

2.如权利要求1所述的压电陶瓷作动器的位移控制方法，其特征在于，所述Backstepping控制器的控制率v为：

v=-λ2sgn(e2)-e1-λ1x2+λ1x·d+x··d-Ψest+2ξwnx2+wn2x1]]>

其中，λ₁、λ₂为常数，x_d为压电陶瓷作动器的期望位移；x₁、x₂为系统状态变量，x1=x,x2=x·;x·1=x2;x·2=v+Ψest-2ξwnx2-wn2x1+Ψ~;]]>sgn()为符号函数；e₁、e₂为误差项，e₁＝x₁-x_d,e₂＝x₂-α₁，α₁为对系统状态变量x₂的估计；Ψ_est为步骤2扰动估计器估计出来的总扰动估计值，为扰动估计器的估计误差；ξ为系统的阻尼系数；w_n为被控对象系统的自然频率。