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压电执行器具有体积小、力矩大、噪声小、位移的分辨率高、对外界的电磁环境要求低等优点,在精密定位中有着广泛的应用。但是,压电执行器自身的迟滞、蠕动等非线性特性和驱动要求,严重影响着其广泛应用。压电执行器的迟滞非线性使压电执行器在电压驱动的条件下,存在15%-20%的误差,同时其蠕变特性也增加其误差范围。故需要为本文所使用的压电执行器设计更加精确的驱动控制系统。本文首先对压电执行器的非线性进行了分析,在压电执行器的常用驱动方式中选用PWM开关式驱动方式来驱动压电执行器;并对压电执行器的迟滞非线性的常用模型进行了讨论,选用Bouc-Wen迟滞模型来对压电执行器建模,对压电执行器的控制方案论证,确定本文设计控制系统的方案是结合逆Bouc-Wen模型前馈控制和PI反馈控制的混合控制方案。本文为压电执行器设计的驱动电源是由ECU模块、直流电源模块、充放电模块和采样反馈模块几个模块组成的。实现了120V的直流高压稳压源,输出电流最大可达1A,且其静态纹波在0.05V左右。充放电模块采用能量守恒式充放电方式实现了0-100V的电压输出,实现了在120ms内完成压电执行器0到100V的升压。对驱动电源的线性度、阶跃响应、频响特性等性能进行实验,驱动电源实现了0-100V可调电源,精度约为0.2%,且具有良好的动态特性,非线性误差小,约为0.25%,输出电流最大可达1A。针对本文使用的压电执行器的迟滞特性使用Bouc-Wen模型建模并完成其参数辨识,通过其逆模型完成基于Bouc-wen模型的前馈控制。本文设计了PI反馈控制,设计了将前馈控制结合PI反馈控制的混合控制方法,通过时域测定法得到压电执行器的传递函数,并通过传递函数采用Matlab试凑法仿真得到了相应的控制参数。本文最后对整个控制系统进行实验测试。由测试得到,驱动控制系统静态输出时,压电执行器的位移输出误差在0.3%以下;动态输出时,在期望输出为1Hz的正弦信号时,误差在3%左右;对比在幅值相同,偏置相同,但频率分别为5Hz、10Hz和20Hz时的位移输出得到如下结论:压电执行器的输出误差随着频率增大而增大。最后,分析了压电执行器误差产生的原因,并针对驱动电源、模型建立、PI参数选择和环境因素等几个方面提出了改进方案。