压电陶瓷致动器输入速率相关迟滞的混合补偿方案

• Published in: 东华大学学报（英文版） Vol. 41; no. 4; pp. 436 - 446
• Main Authors: 董瑞丽, 谭永红, 侯佳佳, 郑榜生
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 东华大学信息科学与技术学院,上海 201620%上海师范大学机械与电子工程学院,上海 200234 31.08.2024
• Subjects: hybrid control; 压电陶瓷致动器; inverse model; input rate-dependent hysteresis; 混合控制; piezoelectric ceramic actuator; 输入速率相关的迟滞; 逆模型; 神经网络; neural network
• ISSN: 1672-5220
• DOI: 10.19884/j.1672-5220.202405002

TP2; 提出了一种关于压电陶瓷致动器的混合补偿方案.在混合补偿方案中,对压电陶瓷致动器的输入速率相关迟滞特性进行了补偿.前馈控制器是一种新型的输入速率相关的神经网络迟滞逆模型,而反馈控制器为比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制器.在所提出的逆模型中,输入速率相关辅助逆算子(rate-dependent auxiliary inverse operator,RAIO)和迟滞的输出构造了逆模型的扩展输入空间(expanded input space,EIS),将多值映射的迟滞逆映射转换为单值映射,并在理论上分析了所提RAIO的消去、输入速率相关特性和连续性.基于EIS方法,建立了迟滞的神经网络逆模型,即动态反向传播神经网络(dynamic back propagation neural network,DBPNN)模型.此外,还设计了针对压电陶瓷致动器的混合补偿方案来补偿迟滞.最后,将所提方法、常规PID控制器和含改进的输入速率相关的Prandtl-Ishlinskii逆模型的混合控制器应用于实验.实验结果表明,所提方法在系统性能上具有明显的优势.