【摘 要】
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作为精跟踪系统中快速倾斜镜的驱动元件,压电陶瓷作动器有着响应快速,位移分辨精度高等特点。但在压电陶瓷作动器中却含有非线性迟滞现象,会对其跟踪精度和跟踪控制效果造成较为严重的影响,因此本文以压电陶瓷作动器为研究对象,对其内部的非线性迟滞现象进行了深入的研究。首先,详细阐述了Madelung规则及拐点擦除机制的原理,并在此基础上给出了程序算法,建立了采用结合两种建模情况的非对称迟滞模型,用多项式的方法
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作为精跟踪系统中快速倾斜镜的驱动元件,压电陶瓷作动器有着响应快速,位移分辨精度高等特点。但在压电陶瓷作动器中却含有非线性迟滞现象,会对其跟踪精度和跟踪控制效果造成较为严重的影响,因此本文以压电陶瓷作动器为研究对象,对其内部的非线性迟滞现象进行了深入的研究。首先,详细阐述了Madelung规则及拐点擦除机制的原理,并在此基础上给出了程序算法,建立了采用结合两种建模情况的非对称迟滞模型,用多项式的方法描述主上升及主下降曲线,从而可以更加对压电陶瓷作动器内部的静态非线性迟滞现象进行准确的描述。并进行实验验证,结果证明了该非对称迟滞建模方法的有效性。其次,简述了压电陶瓷作动器的率相关动态效应及Hammerstein模型,并对线性部分进行系统辨识,结合已建立的非对称迟滞模型,建立了率相关Hammerstein模型。并用不同的信号进行实验验证,结果证明了该模型的有效性。最后,提出了含静态非线性迟滞逆模型和反馈控制器的复合控制方案,针对已建立的非对称迟滞非线性模型相应建立了静态迟滞逆模型;对迟滞逆补偿后的压电陶瓷作动器设计具有1l性能的离散时间系统反馈控制器,该设计方法将传统的PID控制系统转换成静态输出反馈（SOF）系统,并在Delta域进行重写,将重写后的SOF系统通过一种锥互补线性化（CCL）求解控制器参数,并复现原始的离散PID控制器。采用不同频率的输入信号进行验证,实验结果证明了该复合控制方法的有效性。
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