壓電微納定位平臺是利用壓電材料的逆壓電特性,在輸入電壓或電流的作用下產(chǎn)生形變,能保證微納米級分辨率機(jī)械運(yùn)動的高精度微定位機(jī)構(gòu),具有傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢。由于壓電微納定位平臺具有體積小、響應(yīng)快、功耗低、位移分辨率高等優(yōu)點(diǎn),在智能結(jié)構(gòu)、精密加工、納米技術(shù)、微電子工程、精密光學(xué)和生物工程等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景,如高精密微納操作臺、掃描探針顯微鏡的探頭定位和天文望遠(yuǎn)鏡定位系統(tǒng)等。然而壓電材料固有的遲滯非線性嚴(yán)重?fù)p害了壓電微納定位平臺的性能,進(jìn)而制約了它在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。本學(xué)位論文主要是以壓電微納定位平臺為研究對象,旨在解決壓電微納定位平臺輸出位移存在的復(fù)雜遲滯非線性問題,實(shí)現(xiàn)對壓電微納定位平臺微納米級精度的軌跡跟蹤控制,為壓電微納定位平臺在微定位和微驅(qū)動領(lǐng)域的應(yīng)用奠定理論和方法基礎(chǔ)。本文主要內(nèi)容如下:針對壓電微納定位平臺復(fù)雜遲滯非線性難以描述的問題,本文將蝙蝠搜索優(yōu)化算法應(yīng)用于Bouc-Wen模型的未知參數(shù)辨識,建立了精確的遲滯非線性模型。根據(jù)Bouc-Wen模型的結(jié)構(gòu)分別提出了基于逆乘結(jié)構(gòu)的前饋補(bǔ)償控制和分步迭代前饋補(bǔ)償控制方法,解決了設(shè)計(jì)前饋補(bǔ)償控制器時(shí)逆模型求取困難的問題,對... 

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 壓電微納定位平臺
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 壓電微納定位平臺遲滯建模方法
        1.3.2 壓電微納定位平臺遲滯控制方法
    1.4 本文的主要工作及內(nèi)容安排
第2章 遲滯Bouc-Wen模型與前饋遲滯補(bǔ)償控制方法
    2.1 引言
    2.2 遲滯Bouc-Wen模型的辨識
        2.2.1 遲滯Bouc-Wen模型的特性
        2.2.2 遲滯Bouc-Wen模型參數(shù)的辨識
    2.3 前饋補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)
        2.3.1 逆乘結(jié)構(gòu)的前饋補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)
        2.3.2 分步迭代前饋補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)
    2.4 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹
        2.4.2 模型實(shí)驗(yàn)
        2.4.3 逆乘結(jié)構(gòu)的前饋補(bǔ)償控制器實(shí)驗(yàn)
        2.4.4 分步迭代前饋補(bǔ)償控制器實(shí)驗(yàn)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 壓電微納定位平臺改進(jìn)積分型滑模控制方法
    3.1 引言
    3.2 積分型滑�？刂破鞯脑O(shè)計(jì)
        3.2.1 基本滑�？刂破鞯亩x
        3.2.2 壓電微納定位平臺的積分型滑模控制器
    3.3 帶有估計(jì)器的改進(jìn)積分型滑�？刂破鞯脑O(shè)計(jì)
        3.3.1 估計(jì)器設(shè)計(jì)
        3.3.2 改進(jìn)滑模控制器設(shè)計(jì)
    3.4 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果
        3.4.1 積分型滑�？刂破鲗�(shí)驗(yàn)
        3.4.2 帶估計(jì)器的改進(jìn)滑�？刂破鲗�(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 壓電微納定位平臺新型雙冪次趨近滑�？刂品椒�
    4.1 引言
    4.2 控制器的設(shè)計(jì)
        4.2.1 等效控制部分的設(shè)計(jì)
        4.2.2 魯棒項(xiàng)的設(shè)計(jì)
    4.3 新型雙冪次趨近滑�？刂破鞯氖諗啃苑治�
        4.3.1 新型雙冪次趨近律收斂時(shí)間分析
        4.3.2 等效滑�？刂破鞯姆�(wěn)定性分析
    4.4 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果
        4.4.1 正弦波信號跟蹤實(shí)驗(yàn)
        4.4.2 三角波信號跟蹤實(shí)驗(yàn)
        4.4.3 混合波信號跟蹤實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 遲滯率相關(guān)NARMAX模型與自適應(yīng)控制方法
    5.1 引言
    5.2 率相關(guān)遲滯NARMAX模型
        5.2.1 基于Pi-Sigma模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NARMAX模型
        5.2.2 在線遲滯率相關(guān)NARMAX模型
        5.2.3 持續(xù)激勵條件下NARMAX模型的收斂性分析
    5.3 自適應(yīng)補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)
        5.3.1 自適應(yīng)補(bǔ)償控制器的結(jié)構(gòu)
        5.3.2 自適應(yīng)補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)
    5.4 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果
        5.4.1 模型實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 自適應(yīng)補(bǔ)償控制器實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于遲滯率相關(guān)KP模型的直接遲滯補(bǔ)償控制方法
    6.1 引言
    6.2 遲滯率相關(guān)KP模型
        6.2.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遲滯率相關(guān)KP模型
        6.2.2 持續(xù)激勵條件下模型參數(shù)的收斂性分析
    6.3 直接補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)
        6.3.1 直接補(bǔ)償控制器的結(jié)構(gòu)
        6.3.2 直接補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)
    6.4 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果
        6.4.1 模型實(shí)驗(yàn)
        6.4.2 直接補(bǔ)償控制器實(shí)驗(yàn)
    6.5 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)與展望
    7.1 研究工作總結(jié)
    7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3696061