基于改良PI模型的压电陶瓷迟滞特性补偿控制.pdf

简介：
本文提出了一种基于改进型PI控制器的算法，旨在有效补偿和修正压电陶瓷材料在驱动过程中的迟滞性能问题，提高系统响应精度。 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，并对信标光捕获以及链路稳定性产生负面影响。为解决这一问题，通过分析压电陶瓷执行器迟滞特性的生成机理，提出了一种基于PLAY迟滞算子改进的Prandtl-Ishlinskii（PI）数学模型及其辨识方法。利用该模型对压电陶瓷执行器的迟滞特性进行前馈线性化逆补偿，并通过实验验证了数学模型和线性化的有效性。 在不同频率下输入等幅和减幅正弦控制信号，用以评估前馈逆补偿性能时，改进后的PI模型的最大拟合误差均保持在1%以内。采用该方法后，压电陶瓷驱动的线性度误差从5%减少到1%以下，并且改进的PI模型将计算复杂度由O(n)简化为O(1)，提高了系统的效率和精度。