[发明专利]一种压电陶瓷作动器的位移控制方法有效
申请号: | 201510468170.7 | 申请日: | 2015-08-03 |
公开(公告)号: | CN105159069B | 公开(公告)日: | 2017-03-29 |
发明(设计)人: | 甘明刚;王力;乔陟;陈杰;窦丽华;蔡涛;邓方 | 申请(专利权)人: | 北京理工大学 |
主分类号: | G05B13/04 | 分类号: | G05B13/04 |
代理公司: | 北京理工大学专利中心11120 | 代理人: | 付雷杰,杨志兵 |
地址: | 100081 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | 本发明公开了一种压电陶瓷作动器的位移控制方法。使用本发明能够提高高精度伺服定位平台的控制精度。本发明首先对传统的PI迟滞模型进行改进,引入了两个新的参数,改进后的PI迟滞模型可以同时补偿对称性和残余的位移,且容易实现;然后,通过扰动估计器将PI迟滞补偿的误差、建模的误差以及未知的干扰这些不确定性扰动的总和实时在线地估计出来,反馈给backstepping控制器,从而可以减少backstepping控制器中常参数的数值,提高控制系统对外界干扰的鲁棒性,加强控制系统的控制效果。本发明能够保持良好的跟踪精度和鲁棒性,且整个控制系统结构简单、实施方便。 | ||
搜索关键词: | 一种 压电 陶瓷 作动器 位移 控制 方法 | ||
【主权项】:
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;其中,所述Backstepping控制器的控制率v为:其中,λ1、λ2为常数,xd为压电陶瓷作动器的期望位移;x1、x2为系统状态变量,sgn()为符号函数;e1、e2为误差项,e1=x1‑xd,e2=x2‑α1,α1为对系统状态变量x2的估计;Ψest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;wn为被控对象系统的自然频率。
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