文档名：压电陶瓷作动器的卡尔曼滤波输出反馈预测控制
摘要：为了抑制压电陶瓷的迟滞、非线性特性对压电微定位平台精度的影响,建立反映压电陶瓷作动器频率依赖迟滞非线性特性的Hammerstein模型:利用非对称Bouc-Wen模型来表示静态迟滞非线性和利用动态线性模型表征信号频率的影响.针对迟滞补偿器不能完全的进行补偿,并且存在噪音干扰实验设备,采用基于卡尔曼滤波的预测控制,提高压电微定位平台的控制精度.预测控制用来减小逆补偿误差以及建模误差等模型不确定性的影响,卡尔曼滤波用来获得系统的状态估计值.实验结果显示,该控制器在正弦波信号下的相对跟踪误差小于0.68%,三角波信号下相对跟踪误差小于0.70%.在迟滞补偿的基础上,采用卡尔曼滤波的预测控制,该方法可以有效地完成对微定位平台的高精度跟踪.
Abstract：Tomitigatetheinfluenceofhysteresisandnonlinearityinpiezoelectricceramicsontheaccuracyofpiezoelectricmicropositioningplatforms,theHammersteinmodelisemployedtodescribethefrequency-dependenthystereticnonlinearityofpiezoelectricceramicactuators.ThismodelcomprisesanasymmetricBouc-Wenmodelandadynamiclinearmodeltorepresentstatichysteresisnonlinearityandfrequency-de-pendentdynamicproperties,respectively.Recognizingthatthehysteresiscompensatorcannotentirelyeliminatesuchissuesandthereisnoiseinterferenceinexperimentalequipment,predictivecontrolbasedonaKalmanfilterisusedtoenhancethecontrolaccuracyofthepiezoelectricmicropositioningplatform.Mod-elpredictivecontroladdressesmodeluncertaintieslikeinversecompensationerrorsandmodelingerrors,whiletheKalmanfilterestimatesthestateofthesystem.Experimentalresultsindicatethattherelativetrackingerroroftheproposedcontrollerislessthan0.68%forsinewavesignalsandlessthan0.70%fortriangularwavesignals.ByincorporatingKalmanfilter-basedpredictivecontrolalongsidehysteresiscom-pensation,themicropositioningplatformeffectivelyachieveshigh-precisiontracking.
作者：于树友 谭丽 李建普 冯阳阳 刘冬梅 林宝君 孙绍瑜 Author：YUShuyou TANLi LIJianpu FENGYangyang LIUDongmei LINBaojun SUNShaoyu
作者单位：吉林大学控制科学与工程系,吉林长春130012;重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室,重庆400065吉林大学控制科学与工程系,吉林长春130012;长春大学电子信息工程学院,吉林长春130022吉林大学控制科学与工程系,吉林长春130012长春大学电子信息工程学院,吉林长春130022
刊名：光学精密工程 ISTICEIPKU
Journal：OpticsandPrecisionEngineering
年，卷(期)：2024, 32(11)
分类号：TP273.1TN384
关键词：预测控制 卡尔曼滤波 压电陶瓷作动器 Hammerstein模型
Keywords：modelpredictivecontrol Kalmanfilter piezoelectricactuator hammersteinmodel
机标分类号：U463.33TP273+.2TP3
在线出版日期：2024年7月24日
基金项目：国家自然科学基金，工业物联网与网络化控制教育部重点实验室基金资助项目，吉林省自然科学基金资助项目，吉林省教育厅科学技术研究项目压电陶瓷作动器的卡尔曼滤波输出反馈预测控制[
期刊论文] 光学精密工程--2024, 32(11)于树友 谭丽 李建普 冯阳阳 刘冬梅 林宝君 孙绍瑜为了抑制压电陶瓷的迟滞、非线性特性对压电微定位平台精度的影响,建立反映压电陶瓷作动器频率依赖迟滞非线性特性的Hammerstein模型:利用非对称Bouc-Wen模型来表示静态迟滞非线性和利用动态线性模型表征信号频率的影响....参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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