基于改进PI模型的压电陶瓷迟滞特性补偿控制.pdf

《基于改进PI模型的压电陶瓷迟滞特性补偿控制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第38卷第1期2017年1月仪器仪表学报ChineseJoumalofScientificInstnlmentV01．38No．1Jan．2017基于改进PI模型的压电陶瓷迟滞特性补偿控制于志亮1，刘杨1’2，王岩1，李松1，谭久彬2(1．哈尔滨工业大学控制科学与工程系黑龙江150001；2．哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所黑龙江150001)摘要：压电陶瓷执行器的迟滞特性会降低星间激光通信精瞄系统的定位精度，对信标光的捕获以及链路的稳定性造成影响。针对这一问题，通过分析压电陶瓷执行器迟滞

2、特性产生机理，提出一种基于PLAY迟滞算子的改进(Prandd-Ishlinskii，PI)数学模型及其辨识方法，并利用该模型对压电陶瓷执行器迟滞特性进行前馈线性化逆补偿。并通过实验来验证数学模型和线性化的有效性，实验结果表明，通过对系统输入不同频率下等幅和减幅正弦控制信号来验证前馈逆补偿性能时，改进的模型最大拟合误差均在1％之内，通过前馈模型逆补偿的控制方法可使压电陶瓷驱动的线性度误差由5％减小到1％以内，并且改进PI模型在计算复杂度上由0(几)简化为D(1)。关键词：快速倾斜镜；压电陶瓷执行

3、器；迟滞特性；改进PI模型中图分类号：TL211．4哪0l文献标识码：A国家标准学科分类代码：5lO．8010Hysteresiscompe瑚ationandcontrolofpiez∞lectricactllatorb鼬edonaniIIlpr0VedPImodelYuZhilian91，LiuYan91”，WangYanl，KSon91，7ranJiubin2(J．Dep口厅胧m矿comrozSc如眦n砌E晒聊e^昭，舶r6流胁蹴姚矿z枞加坳，舶r6抽J卯DDJ，傩i眦；2．ce砒r矿明舰_

4、prec括溉op纰k￡ron幻觚舰脚m，讹r6流加m姚矿zTe如加锄，肌r6抽J卯0DJ，劬i眦)A协棚ct：ThehystereticnoIlline撕tyoftllepiezoelectricactuator(PEA)wiU黟eatlyreducethepointingaccuracyofaprecisionpointingsystemforinter-sateUitelasercommunication，anddkcttIleacquisitionofbeaconandlinkstabil

5、ity．ToaddresstlIisissue，animpmvedPrandn．IsllliIlskii(PI)modelbasedonthePLAYhysteresisoperatorandp盯砌eteriden曲cationmethodispresentedtoch锄cterizethehysteresis0ftIlePEA．Basedonthisb商s，afeedbackforwardline撕zationmethodfortllepiezoelectricisproposed锄di协e雎

6、ctivenessofmathematicalmodelandlinearizationisverified．TheexDerimentalresllltsshowthatt}Ieinverseofthismodelwit}Ima五mumermr1essthanl％isemployedforfeedforwardcompensationofthePEAhysteresistoobtainanappmximatelylinearsystem．Theimpr0VedPImodelentailsles

7、8computationthaIlthe耐舀nalPImodel．r11Ilepe南nnaJlcethefeedforwardcompensationisverifiedbyexp商mentsusingcontrolsigIlalswithdⅢbremfkquencies，aIldwithconstantaIlddecreasingamplitudesrespectively．TheresultsshowthatthefeedforwardinversemodelcompensationcaJl

8、reducet}leline撕tyenDrofthePEAfrom5％tolessthanl％，wIlichPr卸dd·IslIlins“modelincomputationalcomple)【itysimplifiedf而m0(n)toO(1)．Keywords：f瓠tsteeringmirm‘；piezoelectricactuator；hy8teresis；improvedPrandn-IsIllinskii(PI)hysteresismodel1引言压电陶瓷执行器(piezoelectr