[发明专利]压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法

摘要

本发明针对压电陶瓷执行器的非线性特性，提供一种压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法。通过数值方法建立Preisach迟滞逆模型，并且利用所建立的逆模型进行串级补偿。然后，为了提高控制器的抗干扰能力，设计了非线性PID控制器。此非线性PID控制器改变了传统PID对误差直接积分的方式，采用具有小误差放大，大误差饱和的非线性函数对误差进行积分。所建立的迟滞逆补偿能够较好地补偿压电陶瓷的迟滞非线性，在此基础上建立的非线性PID逆补偿控制不但能够减小积分带来的震荡，并且提高了控制器的控制精度。

主权项

一种压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：把压电陶瓷执行器当作迟滞与线性系统的串联，当在压电陶瓷执行器前串联一个迟滞环节的逆模型Γ‑1(fr)以抵消压电陶瓷执行器的迟滞非线性，此时可以等效地把补偿后的压电陶瓷执行器看成一个线性对象G；S2：PID控制器根据给定值系统的给定值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差e(t)＝r(t)‑y(t)，PID控制器的控制规律为：u(t)=Kp[e(t)+1Ti∫0te(t)d(t)+TDde(t)dt]+u0]]>式中KP为比例系数；Ti称为积分时间；TD为微分时间；u0为控制量基准；e为偏差；S3：将步骤S2中的公式改写成：u(t)=KP[e(t)+1Ti∫g(e)dt+TDde(t)dt]+u0]]>其中，函数g(e)有一参数β，当β＝1时，误差|e|＜β时，函数g(e)具有严格的单调性，当|e|≥β时，函数g(e)进入饱和状态。