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超磁致伸缩微位移驱动器的非线性迟滞建模及控制方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113.1[机械工程—机械设计及理论] TH161.6[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]浙江大学现代制造工程研究所,杭州310027
  • 相关基金:中国博士后科学基金(20060390337)和国家自然科学基金(50105019)资助项目.
中文摘要:

针对超磁致伸缩微位移驱动器(GMA)的非线性迟滞特性,通过密度函数法和F函数法建立GMA的两种Preisach数值模型,仿真和试验表明F函数法对滞回曲线的预测效果优于密度函数法。为将Preisach数值模型应用于GMA的实际控制系统,提出一种Preisach实时数字补偿算法,建立基于Preisach前馈补偿的PID控制模型,分别采用开环、普通PID和带Preisach前馈补偿的PID三种控制器对GMA的位置跟踪和轨迹跟踪两种控制问题进行试验研究,结果表明带Preisach前馈补偿的PID控制器可显著提高GMA的响应速度和跟踪精度,使GMA在100μm量程内的位置跟踪和轨迹跟踪误差分别达到3μm、2μm。

英文摘要:

Aiming at the non-linearity and hysteresis of giant magnetostrictive actuator (GMA), two numerical realization of Preisach model by density function method (DFM) and F fuction method (FFM) are present. Experiment and simulation show that FFM is better than DFM over predict precision of hysteresis loops. To make the Preisach numerical model in application to practical control of GMA, a real-time numerical compensation algorithm for preisach model is pointed out, and a PID plus Preisach feedforward compensation (PFC) control model is build up, open-loop, general PID and PID plus PFC are independently applied to GMA for the position tracking and trajectory tracking. Experiment results reveal that PID plus PFC has faster response, higher precision of position tracking and trajectory tracking than open-loop and general P/D, 3μm position tracking error and 2 μm trajectory tracking error in the range of 100 μm can be attained by PID plus PFC.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603