检索结果-南通市图书馆

基于模糊树的hammerstein-like模型对超磁致伸缩作动器的建模与控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2013年第15期32卷 184-189,208页

作者：张伟柳萍刘青松张臻毛剑琴周克敏北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 路易斯安那州立大学电气与计算机工程系

基于模糊树提出一种带有动态非线性环节的hammerstein-like建模方法以描述超磁致伸缩作动器的率相关迟滞非线性特性。所提方法能在一定频率范围内建立一个统一模型,使之不仅能较好地描述单一频率输入信号下的迟滞环,也能较好地描述复合... 详细信息

基于模糊树提出一种带有动态非线性环节的hammerstein-like建模方法以描述超磁致伸缩作动器的率相关迟滞非线性特性。所提方法能在一定频率范围内建立一个统一模型,使之不仅能较好地描述单一频率输入信号下的迟滞环,也能较好地描述复合频率输入信号下的迟滞环。同时,基于所提hammerstein-like模型,设计前馈逆补偿+PID反馈控制策略,实现参考输入信号的跟踪实验,实验结果表明,该控制策略能较好地跟踪频率范围为1～150 Hz的参考输入信号,跟踪精度令人满意,满足工程要求。

关键词：超磁致伸缩作动器迟滞非线性 hammerstein-like模型模糊树前馈逆补偿反馈

基于hammerstein-like模型的压电陶瓷微定位平台控制方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于Hammerstein-like模型的压电陶瓷微定位平台控制方法

作者：柴聪吉林大学

学位级别：硕士

近现代以来,精密驱动定位技术在很多高新科技领域得到发展,如微电子技术、流体机械、超精密加工制造、微纳操作及微纳装配、生物技术与现代医疗等。实现精密驱动定位技术的器件中,以压电陶瓷执行器为驱动元件的微定位平台由于具有响应... 详细信息

近现代以来,精密驱动定位技术在很多高新科技领域得到发展,如微电子技术、流体机械、超精密加工制造、微纳操作及微纳装配、生物技术与现代医疗等。实现精密驱动定位技术的器件中,以压电陶瓷执行器为驱动元件的微定位平台由于具有响应速度快、位移分辨率高、刚度好、频率特性好和定位精度高等优点,具有独特的优势,成为研究热点。然而在精密定位的应用中,由于压电陶瓷材料具有一定的迟滞特性,这种非线性特性会影响压电陶瓷微定位平台的定位精度,使控制精度变差。为了保证平台的定位精度不被影响或减小被影响程度,本文以压电陶瓷微定位平台为研究对象,从建模与控制两方面对迟滞特性进行了研究与补偿。首先介绍了压电陶瓷微定位平台的组成与原理,并总结归纳了国内外学者在迟滞模型与迟滞补偿控制方面的研究。然后,建立hammerstein-like模型来精确描述压电陶瓷微位移定位平台的输入输出关系。最后在建立的模型的基础上设计了基于两步法的广义预测控制器与考虑系统约束的广义预测控制器以实现精密定位控制。对传统静态迟滞模型如KP模型无法描述压电陶瓷微定位平台率相关迟滞特性的情况,设计了hammerstein-like模型实现对迟滞非线性与率相关性的描述,该模型由KP模型描述的静态迟滞子模型与最小二乘支持向量机描述的动态非线性子模型串联而成。应用布谷鸟优化算法与布谷鸟遗传混合优化算法分别对KP模型的参数进行辨识,得到静态迟滞子模型;动态非线性子模型通过在线辨识方法获得。所建模型通过电压驱动实验验证了精确性。为实现压电微定位平台的定位控制,首先采用逆KP模型作为前馈控制器与平台串联形成开环控制系统,以补偿迟滞特性对定位控制的影响。通过实验证明逆KP模型控制器对迟滞具有一定的补偿作用。但由于开环控制无法解决建模误差对系统的影响和考虑hammerstein-like块连模型的特殊结构,设计更为灵活的基于两步法的广义预测控制策略。第一步为对动态非线性子模型进行线性化并采用广义预测控制方法得到中间控制量,第二步为应用逆KP模型消除迟滞影响得到直接控制量。与逆KP模型控制相比,轨迹跟踪实验证明基于两步法的广义预测控制策略定位精度更高更准确。在实际控制中,因物理结构与机械特性的限制使压电陶瓷微定位平台在承受超过最大驱动电压或最大驱动电压变化率时,平台的工作性能造成影响,可能产生不期望的响应,甚至对平台造成损坏。为解决约束与迟滞两方面对系统的影响,在广义预测控制器的设计中增加对输入约束与输入变化率约束的处理。采用粒子群寻优算法代替滚动优化中的最优控制率求解过程。并且,将目标函数作为李雅普诺夫函数证明约束迟滞系统的稳定性,最后,轨迹跟踪控制实验证明了约束广义预测控制器在不同频率的期望位移下的有效性。

关键词：压电微定位平台迟滞特性 hammerstein-like模型广义预测控制输入约束

基于H-like模型的压电陶瓷作动器内模控制

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

压电与声光 2020年第5期42卷 708-712页

作者：尚爱鹏王贞艳贺一丹太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024

针对压电陶瓷作动器的率相关特性降低应用端控制精度的问题,该文研究了基于hammerstein-like模型的内模控制策略。其中非线性部分由最小二乘支持向量机模型表示,动态线性部分由自回归历遍模型表示。在此基础上构建了系统逆模型,设计了... 详细信息

针对压电陶瓷作动器的率相关特性降低应用端控制精度的问题,该文研究了基于hammerstein-like模型的内模控制策略。其中非线性部分由最小二乘支持向量机模型表示,动态线性部分由自回归历遍模型表示。在此基础上构建了系统逆模型,设计了内模控制器以实现对压电陶瓷作动器的跟踪控制,最后通过实验平台进行了验证。实验结果表明,实时跟踪100 Hz内的期望信号相对误差均小于10%,证明了所设计内模控制方案的有效性。

关键词：压电陶瓷作动器迟滞 hammerstein-like模型最小二乘支持向量机内模控制

率相关超磁致伸缩作动器的建模与H_∞鲁棒控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

控制理论与应用 2013年第2期30卷 148-155页

作者：柳萍毛剑琴刘青松周克敏北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 路易斯安那州立大学电气工程与计算机系美国巴屯鲁日市70803

超磁致伸缩作动器(GMA)的率相关迟滞非线性成为其在工程应用中的一大阻碍因素.文中通过使用特殊的建模激励信号,基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立了一定频率范围内的一个统一率相关hammerstein-like迟滞非线性模型,该模型能够保证其... 详细信息

超磁致伸缩作动器(GMA)的率相关迟滞非线性成为其在工程应用中的一大阻碍因素.文中通过使用特殊的建模激励信号,基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立了一定频率范围内的一个统一率相关hammerstein-like迟滞非线性模型,该模型能够保证其建模频率范围内单频和复合频率的模型泛化性.在此模型基础上,设计了针对一定频率范围内输入信号的H∞鲁棒跟踪控制器,针对该频率范围内的所有单频和复合频率的输入信号,该控制器都能够保证其跟踪控制效果,最后通过实验实时跟踪控制结果来进一步验证了所设计控制器的有效性.

关键词：超磁致伸缩作动器率相关迟滞 hammerstein-like模型最小二乘支持向量机建模 H∞鲁棒控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

压电超精密定位台迟滞非线性建模与控制研究

压电超精密定位台迟滞非线性建模与控制研究

作者：李庭树昆明理工大学

学位级别：硕士

微纳米定位技术已经发展成高精密定位领域的关键性技术之一,而微纳米定位技术核心执行器材料的选择对定位精度有非常显著的影响。压电陶瓷材料是一种能将电能转化为机械能的智能材料,它具有分辨率高、响应快、价格低廉、质量轻等优点,... 详细信息

微纳米定位技术已经发展成高精密定位领域的关键性技术之一,而微纳米定位技术核心执行器材料的选择对定位精度有非常显著的影响。压电陶瓷材料是一种能将电能转化为机械能的智能材料,它具有分辨率高、响应快、价格低廉、质量轻等优点,已受到该领域科研人员的重点关注,并已广泛应用于各种高精密定位中,其中由压电陶瓷材料发展而成的压电超精密定位台是近些年来研究的热点和难点。然而,由于压电陶瓷材料自身存在迟滞非线性和蠕变特性等影响定位精度的因素,严重阻碍了压电超精密定位台的发展和应用。对此,解决这一难题成为每个研究人员的的重点和难点。1)为了解决压电超精密定位台的率相关特性,提高迟滞建模精度,本文研究了压电超精密定位台率相关迟滞模型的建立。由于Backlash-like迟滞模型不能描述压电超精密定位台的率相关性,所以本文将Backlash-like模型和ARX自回归模型串接起来,得到hammerstein-like率相关迟滞模型。随后又考虑到部分压电超精密定位台自身的动态特性,提出了类hammerstein-like模型(又可称为动态迟滞模型),该模型迟滞非线性环节依旧为Backlash-like模型,只是线性环节变成了弹簧-阻尼的二阶线性系统。最后通过实验得出,两种建模方法分别解决了压电超精密定位台的率相关迟滞特性和自身的动态特性。2)对于线性化控制,本文提出了三种控制策略:第一种,hammerstein-like逆模型前馈补偿控制策略,该控制策略有效的削弱了迟滞效应,迟滞环得到了明显的削弱,提高了控制精度。第二种,将hammerstein-like逆模型前馈补偿控制和PID反馈控制相结合,得到了一种复合PID控制,其进一步提高了控制精度和抗干扰能力。但是由于传统的PID控制其参数需要试凑,需要研究人员足够的经验,且不一定能够达到最优控制,进而提出了第三种控制策略。第三种,将hammerstein-like逆模型前馈补偿控制和BP神经网络PID反馈控制相结合,控制效果比第一种和第二种策略更好,均方根误差E和相对误差E相对更小,且而且能够实时在线调节,基本上能够达到最优控制。

关键词：压电超精密定位台 Backlash-like迟滞模型率相关迟滞非线性 hammerstein-like模型线性化控制