微纳定位平台的迟滞非线性建模与控制技术

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1、浙江大学硕士学位论文摘要全文摘要随着科学技术的发展，微纳定位技术广泛应用于精密工程、纳米科学与技术、微电子工程、生物工程等领域。微纳定位技术的发展水平代表着一个国家先进制造技术的水平，而我国微纳米定位技术的研究水平与国际水平存在较大差距。因此，研究微纳定位技术对于提高国家先进制造技术水平、缩小国内外同行间的差距具有重要意义。论文在综述国内外微纳定位平台系统应用及其控制方法的基础上，重点围绕微纳定位平台迟滞模型建模技术及其控制方法展开理论与实验研究。论文主要研究内容包括：第1章论述了论文研究的背景与意义，介绍了

2、微纳定位平台系统的各个组成部分，并分析影响微纳定位平台定位精度的因素。在文献综述的基础上，总结了微纳定位平台迟滞建模及控制技术的国内外研究现状，提出目前微纳定位平台存在的主要问题，最后提出了论文的主要研究内容。第2章介绍了本论文所采用的微纳定位平台系统整体构建情况，并分析了系统各组成部分的性能。第3章主要研究基于Preisach模型的微纳定位平台迟滞非线性建模技术。介绍了Preisach模型的基本组成，分析Preisach模型的性质。通过实验完成对Preisach模型的参数辨识。最后，对Preisach正模型

3、预测精度进行实验验证。第4章提出了微纳定位平台开环控制方案及复合控制方案，并对PID参数进行离线整定。设计了基于Preisach模型的开环控制器，对微纳定位平台进行开环控制实验。同时辨识了微纳定位平台控制系统模型，并以此模型为基础，经过Matlab仿真整定了PID控制器的控制参数。最后，基于设计的PID控制器及前馈PID控制器对平台进行闭环控制实验。第5章提出了神经网络PID控制方案及模糊PID控制方案。分别介绍了这两种控制方案，设计了神经网络PID控制器及模糊PID控制器，并对微纳定位平台进行闭环控制实验研

4、究。第6章对论文的研究进行总结，并对后续开展的工作进行了讨论。关键词：压电陶瓷驱动器迟滞非线性Preisach模型微纳米定位平台PID控制神经网络控制模糊控制II浙江大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,micro-nanopositioningtechnologyiswidelyusedinthefieldsofprecisionengineering，nanotechnology,microelectronicsengineeri

5、ngandbiologicalengineering．Thelevelofmicro·llanopositioningtechnologyrepresentsthelevelofthenationaladvancedmanufacturing．Actually,thereisabiggapbetweendomesticlevelandinternationallevelintheresearchofmicro-nanostage．Therefore，it'ssignificanttOdotheresearch

6、ofmicro-nanopositioningtechnologyinordertoimprovethenationaladvancedmanufacturinglevelandnarrowthegap．Basedonthereviewofdomesticandforeignapplicationsandcontrolmethodsofmicro-nanopositioningplatformsystem,thisthesisputsemphasisontheoreticalanalysisandexperi

7、mentalresearchofthehysteresismodelsandcontrolmethodsofmicro·llanostage．Inthefirstchapter，thebackgroundandthesignificanceofthisresearchwasftrstlydiscussed，thenthecomponentsofmicro-nanopositioningplatformsystemwereintroducedandthefactorsthataffecttheaccuracyo

8、fmicro—nanopositioningstagewereanalyzed．Basedontheliteraturesreview,thedomesticandforeignresearchofhysteresismodelsandcontrolmethodsofmicro—nanostageweresummarized．Andtheproblemsofmicro-nanostagewerepu