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压电陶瓷驱动器的滑模神经网络控制

光学精密工程 2012年第5期20卷 1055-1063页

作者：魏强张承进张栋王春玲泰山学院物理与电子工程学院山东泰安271021 山东大学电气工程学院山东济南250061 山东大学控制科学与工程学院山东济南250061 青岛理工大学自动化工程学院山东青岛266033

由于压电陶瓷驱动器的迟滞非线性严重影响其定位精度,本文提出了一种滑模神经网络控制方法来改善它的性能。用径向基函数神经网络的输出作滑模控制的等价控制量,由迟滞补偿器估计控制器参数误差、外部扰动和近似计算所造成的不确定量对... 详细信息

由于压电陶瓷驱动器的迟滞非线性严重影响其定位精度,本文提出了一种滑模神经网络控制方法来改善它的性能。用径向基函数神经网络的输出作滑模控制的等价控制量,由迟滞补偿器估计控制器参数误差、外部扰动和近似计算所造成的不确定量对神经网络的输出控制量进行补偿,从而使驱动器系统状态保持在滑模平面上。基于Lyapunov稳定性理论推导了控制器和补偿器的自适应调节律,分析了控制系统的收敛性和稳定性。以可变幅值的低频三角波为参考位移量对控制系统进行了实验测试与分析,结果表明,只采用神经网络控制时的平均定位误差为0.43μm,最大误差为0.77μm,而采用滑模控制方法对神经网络控制量进行补偿后,平均定位误差减小为0.27μm,最大误差减小为0.49μm,定位精度有了显著的提高。

关键词：压电陶瓷驱动器迟滞非线性精确定位神经网络滑模控制

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压电陶瓷驱动器线性动态驱动电源的研制

压电与声光 2004年第3期26卷 189-191页

作者：王宏钟朝位张树人电子科技大学微电子与固体电子学院成都610054

根据压电陶瓷基本物理参数计算出压电驱动电源的最小基本性能参数,并利用高压运放研制了一种新型压电陶瓷驱动器的驱动电源,它具有高的输出电压范围(±200V),高输出电流(200mA,峰值电流300mA)。并且通过对反馈电路的波特图分析,讨论了... 详细信息

根据压电陶瓷基本物理参数计算出压电驱动电源的最小基本性能参数,并利用高压运放研制了一种新型压电陶瓷驱动器的驱动电源,它具有高的输出电压范围(±200V),高输出电流(200mA,峰值电流300mA)。并且通过对反馈电路的波特图分析,讨论了自激震荡的产生和防止。在试验中通过对压电驱动器的正弦信号激励分析,表明驱动电源在带负载时有良好的输入跟随性能,能够满足复杂压电驱动器控制需要。

关键词：压电陶瓷驱动器驱动电源功率放大器反馈电路

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压电陶瓷驱动器的迟滞非线性规律

光学精密工程 2019年第8期27卷 1793-1799页

作者：范伟傅雨晨于欣妍华侨大学机电及自动化学院

探究压电陶瓷的迟滞非线性规律,为进一步修正迟滞非线性提供参考依据和理论基础。通过实验测量得到迟滞模型并对实验数据分析,拟合出上升轨迹的修正直线,求出其在相同位移下与上升、下降轨迹的电压差作为补偿电压,发现两条轨迹采样点上... 详细信息

探究压电陶瓷的迟滞非线性规律,为进一步修正迟滞非线性提供参考依据和理论基础。通过实验测量得到迟滞模型并对实验数据分析,拟合出上升轨迹的修正直线,求出其在相同位移下与上升、下降轨迹的电压差作为补偿电压,发现两条轨迹采样点上的输入电压与补偿电压满足近似多项式关系;分别选定5,10和15 V不同步长进行驱动实验。实验结果:上升轨迹(下降轨迹)多项式参数R-square=0.999 2(0.999 9),RMSE=0.083(0.080 86);R-square=0.999 7(0.999 9),RMSE=0.057 39(0.094 99);R-square=0.995 2(0.999 8),RMSE=0.291 6(0.165 5)。实验结论:两条轨迹的R-square近似为1,RMSE较接近0,重复性误差在1.13%~2.63%,输入电压与补偿电压满足近似多项式关系,拟合程度和匹配性较高,且重复性较好,具有可预测性,从而为进一步修正压电陶瓷驱动器的迟滞非线性提供了参考依据和理论基础。

关键词：压电陶瓷驱动器迟滞非线性规律多项式关系重复性可预测

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压电陶瓷驱动器在机器人柔性臂应用中的研究

压电与声光 2000年第3期22卷 173-176页

作者：赵宏伟孙立宁张涛蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150001

研究了片状压电陶瓷驱动器在柔性手臂中的应用 ,推导了基于压电陶瓷驱动器的柔性臂静力学方程 ,建立了描述驱动器迟滞特性的 Preisach模型 ,提出了一种基于 Preisach前馈环的 PID控制方法对柔性臂进行振动主动控制和轨迹控制。试验表明 ... 详细信息

研究了片状压电陶瓷驱动器在柔性手臂中的应用 ,推导了基于压电陶瓷驱动器的柔性臂静力学方程 ,建立了描述驱动器迟滞特性的 Preisach模型 ,提出了一种基于 Preisach前馈环的 PID控制方法对柔性臂进行振动主动控制和轨迹控制。试验表明 ,此方法可以有效地克服片状压电陶瓷驱动器的迟滞特性 ,消除柔性臂运动产生的振动。

关键词：压电陶瓷驱动器柔性臂机器人

压电陶瓷驱动器杠杆式柔性铰链机构放大率计算方法

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农业机械学报 2013年第9期44卷 267-271页

作者：沈剑英张海军赵云嘉兴学院机电工程学院嘉兴314001

在精密微位移领域,杠杆式柔性铰链机构常被用来放大压电陶瓷驱动器产生的微小位移。在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,推导出杠杆式柔性铰链机构放大率计算公式,并采用有限元分析和实验测试进行验证。通过公式计算、有限元仿真分... 详细信息

在精密微位移领域,杠杆式柔性铰链机构常被用来放大压电陶瓷驱动器产生的微小位移。在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,推导出杠杆式柔性铰链机构放大率计算公式,并采用有限元分析和实验测试进行验证。通过公式计算、有限元仿真分析和实验测试得到的放大率分别为8.31、8.38和8.20,有限元仿真值和公式计算值之间的误差为1%,实验测试值和公式计算值之间的误差为1.3%,证明了计算公式的正确性。

关键词：压电陶瓷驱动器杠杆式柔性铰链机构放大率

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压电陶瓷驱动器动态非线性建模与实验分析

压电与声光 2001年第1期23卷 30-32页

作者：刘分良田莳张跃北京航空航天大学材料科学与工程系北京100083

:针对谐振型压电陶瓷驱动器的动态非线性 ,建立了一个数学模型来定量描述驱动器输入与输出的非线性关系 ,借此可以定量地分析其动态非线性的大小 ;并利用此模型对 PZN- PZT悬臂梁式双晶片弯曲驱动器动态非线性进行了实验分析。

关键词：压电陶瓷驱动器动态非线性建模实验分析微位移器

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压电陶瓷驱动器蠕变特性的研究

仪器仪表学报 2006年第11期27卷 1383-1386页

作者：范伟余晓芬合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009

压电陶瓷驱动器具有位移分辨率高、体积小、响应快、输出力大、不发热等优点,但其固有的迟滞、蠕变和非线性,严重影响了它的定位精度。在大行程微动工作台中,需要借助于位移放大机构来克服压电陶瓷驱动器位移行程小的缺点,但放大机构在... 详细信息

压电陶瓷驱动器具有位移分辨率高、体积小、响应快、输出力大、不发热等优点,但其固有的迟滞、蠕变和非线性,严重影响了它的定位精度。在大行程微动工作台中,需要借助于位移放大机构来克服压电陶瓷驱动器位移行程小的缺点,但放大机构在放大位移的同时,也放大了压电陶瓷蠕变和迟滞误差的影响。本文通过对一种大行程压电陶瓷微动工作台蠕变特性的研究性实验,得到了该机构的蠕变特性曲线,找到了压电陶瓷驱动器蠕变的规律,为进一步修正和减少蠕变误差的影响、提高系统的定位精度,提供了科学的依据。

关键词：压电陶瓷驱动器位移放大机构蠕变特性曲线

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压电陶瓷驱动器非线性的电源补偿研究

压电与声光 2000年第5期22卷 296-298页

作者：刘分良田莳张雳苏建华徐永利北京航空航天大学材料科学与工程系北京100083

针对谐振型压电陶瓷驱动器的非线性 ,采用电压补偿法 ,设计并研究了一种由单片机控制的闭环反馈、修改、生成波形数据 ,开环生成驱动波形的数字化电源系统。实验表明 ,此电源系统能很好地对原始驱动波形进行修正 ,使驱动器相对原始驱动... 详细信息

针对谐振型压电陶瓷驱动器的非线性 ,采用电压补偿法 ,设计并研究了一种由单片机控制的闭环反馈、修改、生成波形数据 ,开环生成驱动波形的数字化电源系统。实验表明 ,此电源系统能很好地对原始驱动波形进行修正 ,使驱动器相对原始驱动波形信号是一个线性系统。

关键词：压电陶瓷驱动器非线性电源电压补偿法

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压电陶瓷驱动器迟滞非线性建模及逆补偿控制

光电工程 2019年第8期46卷 23-30页

作者：刘鑫李新阳杜睿中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100049

自适应光学系统中的倾斜镜、变形镜通常是应用压电陶瓷驱动器来进行精密位移控制,但压电陶瓷驱动器都有较大的非线性迟滞效应,对系统定位性能造成了一定的影响。为了补偿迟滞现象,需要对迟滞效应进行建模。本文通过引入迟滞算子,使用贝... 详细信息

自适应光学系统中的倾斜镜、变形镜通常是应用压电陶瓷驱动器来进行精密位移控制,但压电陶瓷驱动器都有较大的非线性迟滞效应,对系统定位性能造成了一定的影响。为了补偿迟滞现象,需要对迟滞效应进行建模。本文通过引入迟滞算子,使用贝叶斯正则化训练算法训练BP神经网络来构建压电陶瓷驱动器迟滞模型,以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电陶瓷驱动器为对象开展了实验研究。实验结果表明,通过BP神经网络构建的压电陶瓷驱动器迟滞模型具有较准确的辨识能力,其中正模型的相对误差为0.0127,逆模型的相对误差为0.014。利用所建立的模型,压电陶瓷驱动器的非线性度从14.6%降低到了1.43%。

关键词：自适应光学压电陶瓷驱动器迟滞效应神经网络迟滞算子