由智能材料制作而成的作動器以及其它執(zhí)行機構具有響應速度快、分辨率高等特點。由其制作而成的作動器多用于超精密定位、原子力顯微鏡、航空航天飛行器的機翼的精密調節(jié)。但是多數智能材料在輸入輸出的關系上存在遲滯非線性。如壓電陶瓷材料制作而成的作動器在電壓和位移之間存在遲滯非線性關系。本文就是基于壓電陶瓷作動器為研究對象,對其進行跟蹤控制的研究。本文首先建立系統(tǒng)的Hammerstein模型,在此基礎上進行仿真控制研究,最后再進行實驗驗證。主要做了以下幾個方面的工作:第一部分學習和操作了實驗相關設備,并且學習了本文研究對象壓電陶瓷作動器的相關資料。通過dSPACE實驗平臺,采集了作動器的一些原始數據,通過閱讀和學習大量相關的文獻以及通過一些仿真研究。對智能材料和智能結構的遲滯非線性有了比較全面的認識,并且實現了壓電陶瓷作動器的Hammerstein模型,以及掌握了對其進行跟蹤控制的思路和步驟。第二部分主要是對系統(tǒng)的控制器的設計和選擇,首先使用了PID控制器,其相對誤差和均方根誤差比較大。因為系統(tǒng)是非線性的并且系統(tǒng)還與輸入控制信號頻率相關,所以PID控制器不太適合。通過控制器的對比以及對被控系統(tǒng)的結構... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 遲滯非線性
    1.3 壓電陶瓷材料及壓電陶瓷作動器
        1.3.1 壓電陶瓷材料
        1.3.2 壓電陶瓷作動器
    1.4 遲滯非線性系統(tǒng)建模與控制研究現狀
        1.4.1 遲滯非線性系統(tǒng)的建模
        1.4.2 遲滯非線性系統(tǒng)的控制
    1.5 論文的研究內容
    1.6 論文的組織結構
第2章 遲滯非線性系統(tǒng)的建模
    2.1 引言
    2.2 建模理論基礎
        2.2.1 物理模型
        2.2.2 算子模型
    2.3 壓電陶瓷作動器建模
    2.4 模型的實現
    2.5 模型的效果和分析
    2.6 本章小結
第3章 壓電陶瓷作動器的自抗擾控制
    3.1 引言
    3.2 控制方案選擇與設計
        3.2.1 PID控制
        3.2.2 自抗擾控制
        3.2.3 線性自抗擾控制LADRC
    3.3 壓電陶瓷作動器的自抗擾控制器設計
    3.4 dSPACE平臺的實驗系統(tǒng)設計
    3.5 基于自抗擾控制的仿真和實驗
    3.6 基于前饋逆補償+自抗擾控制的仿真和實驗
    3.7 前饋逆補償+自抗擾控制器和自抗擾控制器的比較
    3.8 本章小結
第4章 壓電陶瓷作動器的自適應自抗擾控制
    4.1 引言
    4.2 自適應自抗擾控制器
    4.3 基于單神經元自適應自抗擾控制的仿真和實驗
    4.4 自適應自抗擾控制器和前饋逆補償+自抗擾控制器的比較
    4.5 本章小結
總結與展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]壓電作動器的率相關遲滯建模與跟蹤控制[J]. 王鈺鋒,郭詠新,毛劍琴.  光學精密工程. 2014(03)
[2]超磁致伸縮作動器的率相關Hammerstein模型與H∞魯棒跟蹤控制[J]. 郭詠新,張臻,毛劍琴,周克敏.  自動化學報. 2014(02)
[3]超磁致伸縮作動器的率相關建模與跟蹤控制[J]. 郭詠新,毛劍琴.  北京航空航天大學學報. 2013(10)
[4]率相關超磁致伸縮作動器的建模與H∞魯棒控制[J]. 柳萍,毛劍琴,劉青松,周克敏.  控制理論與應用. 2013(02)
[5]基于神經網絡的遲滯非線性補償控制[J]. 趙新龍,董建萍.  控制工程. 2010(04)
[6]一種神經網絡PID自適應控制及其應用研究[J]. 許昌,呂劍虹,程明,鄭源.  控制工程. 2007(03)
[7]壓電薄膜微致動器的制作和有限元分析[J]. 荊陽,雒建斌,易曉星,黃朋生.  清華大學學報(自然科學版). 2005(05)
[8]單神經元自適應PID控制器及其應用[J]. 丁軍,徐用懋.  控制工程. 2004(01)
[9]超聲波馬達在美國的發(fā)展[J]. 褚祥誠,陳維山,陳在禮.  壓電與聲光. 1999(01)
[10]壓電/電致伸縮陶瓷控制模型歸一化的研究[J]. 孫立寧,張濤,蔡鶴皋,王煥.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 1998(05)

博士論文
[1]壓電作動器遲滯非線性建模與補償控制研究[D]. 李巍.華中科技大學 2013



本文編號：3490660