超磁致伸缩智能构件的位移控制系统设计与仿真.pdf

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1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用2012，48（19）215超磁致伸缩智能构件的位移控制系统设计与仿真112隋晓梅，张昔平，赵章荣112SUIXiaomei,ZHANGXiping,ZHAOZhangrong1.华北科技学院电子信息工程系，河北三河0652012.国家林业局北京林业机械研究所，北京1000291.Dept.ofElectronicInformationEngineering,NorthChinaInstituteofScienceandTechnology,Sanh

2、e,Hebei065201,China2.BeijingForestryMachineryResearchInstitute,StateForestryAdministration,Beijing100029,ChinaSUIXiaomei,ZHANGXiping,ZHAOZhangrong.Displacementcontrolsystemdesignandsimulationofgiantmagnetostrictivesmartcomponent.ComputerEngineeringandApplications,2012,

3、48（19）：215-219.Abstract：Becausetheproblemofmachiningnon-circlepin-hole,agiantmagnetostrictivesmartcomponentispro-posed.Theintrinsichysteresisobservedingiantmagnetostrictivematerialhasimpairedthemotionaccuracy.TheGMM（GiantMagnetostrictiveMaterial）smartcomponenthysteresi

4、shasthenaturethatitsrelationshipbetweenoutputandinputofsmartcomponentisone-to-twomappinganditsoutputvariesfromthedifferentfrequencyinput.Anewkindofarchitectureofneuralnetworkisproposedtoapproximatethesmartcomponentsdynamichystereticcharacteristics.Thesmartcomponentprec

5、isioncontrolisrealizedbycombiningtheneuralnetworkcreatedinversemodelandaProportionalDerivative（PD）feedbackcontroller.Simulationshowsthatthiscontrolstrategycanelimi-natethehystereticnonlinearimpactandachievetheprecisioncontrolofthesmartcomponent.Keywords：giantmagnetostr

6、ictive;smartcomponent;neuralnetwork;feedforwardcompensation;hysteresisnonlinear摘要：由于超磁致伸缩材料（GMM）内在的迟滞特性会引起智能构件的定位误差，并且其迟滞现象具有输入和输出一对多，输出随输入频率变化的特点，提出一种基于神经网络实现GMM智能构件动态迟滞建模方法。通过所建立神经网络实现GMM智能构件逆迟滞模型，结合PD反馈控制器，实现智能构件的实时精密位移控制。在Matlab平台上进行仿真，结果表明所建立控制策略能消除GMM智能构件迟滞非线性的影响

7、，实现了GMM智能构件的精密位移控制目的。关键词：超磁致伸缩；智能构件；神经网络；前馈补偿；迟滞非线性文章编号：1002-8331（2012）19-0215-05文献标识码：A中图分类号：TP391.9[3]1引言塞异形孔智能构件的方法。随着发动机输出功率和转速的日益提高，对活实现活塞异形孔的精密加工，必须对设计的智塞销孔的承载能力提出了更高的要求，其销孔形状能构件进行精密位移跟踪控制。但非线性迟滞现象逐步由圆柱型向倒圆锥喇叭型、椭圆型、变椭圆型及是GMM固有的特性，是影响GMM智能构件定位控[1-2]制精度的主要因素[4]。常规的

8、线性控制方法对于迟其组合等非圆柱孔（异形孔）方向发展。张凯、翟鹏分别利用压电陶瓷和超磁致伸缩材料（GMM）加上滞模型的控制能力较弱。如果不考虑迟滞，仅使用变形结构来进行异形孔加工，但结构复杂。本文直常规线性策略设计控制器，控制系统将会