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随着精密流体控制技术的快速发展,气动比例压力阀产品被广泛应用于半导体加工制造、生物医疗和航空航天等领域。气动比例压力阀的精度、稳定性和响应速度对这些领域的应用场景及发展方向起着决定性作用,已逐渐成为精密流体控制领域的研究热点。压电式比例压力阀与传统的电磁比例压力阀相比,具有更快的响应速度、更小的体积以及更简单的结构,然而压电材料固有的迟滞非线性特性为压电式比例压力阀的高精度控制带来了巨大挑战。为了消除压电材料带来的非线性,研究学者采用了多种方法,包括建立非线性模型、使用补偿电路和控制算法等,虽然取得了一定的效果,但是在压电式比例压力阀控制系统的应用中还不多见,因此需要进一步分析和研究。本文针对常见的压电式比例压力阀由于压电材料的迟滞非线性、气体压力变化不均匀等各种因素导致难以实现高精度控制的问题,设计了一种能够精确控制输出气压变化的复合控制方案,自主研发了一款压电式比例压力阀控制器来实现对输出气体压力的高精度、高稳定性控制,为精密流体控制技术的发展提供了有价值的思路和成果。本文的主要研究内容如下:（1）压电式比例压力阀的结构及迟滞特性分析:解析压电式比例压力阀的结构及工作原理,探究压力阀的非线性成因,在此基础上选择符合实际系统的迟滞建模方式。（2）压电式比例压力阀的迟滞非线性建模:针对压电式比例压力阀具有的迟滞非对称特性,采用改进的Bouc-Wen模型来进行建模,并采用遗传算法进行模型参数辨识。（3）比例压力阀输出气体压力的复合控制:采用自适应PID作为闭环控制,用PSO-BP神经网络实时调整PID控制参数;同时,引入改进的非对称Bouc-Wen迟滞模型作为前馈控制,结合前馈与闭环控制算法,实现对输出气压的精确控制。（4）压电式比例压力阀控制器设计开发:对压力阀控制器进行硬件电路以及嵌入式控制软件的设计,搭建了实验测试平台验证复合控制方案的有效性。实验结果表明,设计的复合控制方法对压电式比例压力阀的输出气体压力的调节时间为0.8s,超调量为0.88%,与传统PID控制方法相比,有更小的调节时间、更低的超调量,且达到稳态时波动较小,具有更高的控制精度。