文档名：基于自适应PI模型的压电陶瓷驱动器精密定位方法
摘要：由于具备较高的定位精确度,压电陶瓷驱动器在超精密加工、微纳米测试等领域应用广泛,然而压电陶瓷固有的迟滞性严重影响其定位精确度.研究了驱动范围对压电陶瓷驱动器迟滞性的影响,实验得出迟滞性随驱动范围增大而显著.而在压电陶瓷驱动器的实际应用中,驱动范围是其主要的设置参数之一.为此,提出基于自适应Prandtle-Ishlinskii(PI)模型的拟合方法,根据不同驱动范围下获得的迟滞曲线的斜率变化趋势设置分段区间,采用二次规划算法辨识PI模型的权重参数,基于分段区间对迟滞曲线进行拟合,大大提高了拟合精确度.设计基于自适应PI模型的逆模型作为前馈控制器对压电陶瓷驱动器进行迟滞补偿,并搭建基于Labview的实验平台验证了该算法的可行性.实验结果表明,基于自适应PI逆模型的前馈控制器将压电陶瓷驱动器的定位精确度提高至1.8nm.
Abstract：Duetoitshighpositioningaccuracy,thepiezoelectricceramictube(PZT)iswidelyusedinultra-precisionmachining,microandnanomeasurementandotherfields.However,theinherenthysteresisofpiezoelectricceramicsseriouslyaffectstheirpositioningac-curacy.Theinfluenceofdrivingrangeonthehysteresisofpiezoceramicisstudied,andtheexperimentalresultsshowthathysteresisissignificantwiththeincreaseofdrivingrange.IntheapplicationofPZT,thedrivingrangeisoneofthemainsettingparameters.AfittingmethodbasedontheadaptivePrandtle-Ishlinskii(PI)modelisproposed.Thesegmentedintervalissetaccordingtotheslopetrendofhysteresiscurvesobtainedunderdifferentdrivingranges.ThequadraticprogrammingalgorithmisusedtoidentifytheweightparametersofthePImodel.Thenthehysteresiscurvesarefittedaccordingtothesegmentedinterval.Themethodgreatlyimprovesthefittingaccu-racy.AninversemodelbasedonadaptivePImodelisdesignedasafeedforwardcontrollertocompensateforhysteresisofPZT.Anex-perimentalplatformbasedonLabviewisbuilttoverifythefeasibilityofthealgorithm.ExperimentalresultsillustratethatthefeedforwardcontrollerbasedontheadaptivePIinversemodelimprovesthepositioningaccuracyofPZTto1.8nm.
作者：杨宁征 王艳艳 渠莉莉Author：YANGNingzheng WANGYanyan QULili
作者单位：天津职业技术师范大学天津市信息传感与智能控制重点实验室,天津300222
刊名：传感技术学报 ISTICPKU
Journal：ChineseJournalofSensorsandActuators
年，卷(期)：2024, 37(3)
分类号：TN384
关键词：压电陶瓷驱动器 迟滞 自适应PI模型 前馈控制器
Keywords：piezodriver hysteresis adaptivePImodel feedforwardcontroller
机标分类号：TP206TN967.1TP391.41
在线出版日期：2024年6月27日
基金项目：天津是自然科学基金面上项目，天津市教委科研计划项目基于自适应PI模型的压电陶瓷驱动器精密定位方法[
期刊论文] 传感技术学报--2024, 37(3)杨宁征 王艳艳 渠莉莉由于具备较高的定位精确度,压电陶瓷驱动器在超精密加工、微纳米测试等领域应用广泛,然而压电陶瓷固有的迟滞性严重影响其定位精确度.研究了驱动范围对压电陶瓷驱动器迟滞性的影响,实验得出迟滞性随驱动范围增大而显著.而...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文
基于自适应PI模型的压电陶瓷驱动器精密定位方法 A Precise Positioning Method for Piezoelectric Driver Based on the Adaptive PI Model
基于自适应PI模型的压电陶瓷驱动器精密定位方法.pdf
- 文件大小:
- 3.18 MB
- 下载次数:
- 60
-
高速下载
|
|
