基于迟滞环对称性的压电陶瓷迟滞补偿算法研究
发布时间：2022-12-05 04:57
压电陶瓷作为一种新的微定位应用方式,很多传统驱动方式无法实现的功能它可以实现。寿命长、响应速度快,位置分辨率高、无电磁干扰等诸多优点使得压电陶瓷被广泛应用在高速高精度定位系统中。但因压电陶瓷固有的非线性效应,存在输入电压与输出位置之间的滞后现象,在很大程度上影响了压电陶瓷的控制。针对上述问题,本文主要研究了如何描述压电陶瓷迟滞现象、对压电陶瓷迟滞现象进行补偿的问题。首先,提出基于迟滞环中心对称性的迟滞建模算法。介绍了迟滞所满足的四条规律,引入了中心对称性的概念,证明了Maxwell模型与PI模型均满足中心对称性。通过推导简化了公式,只需进行简单查表便可得到迟滞的补偿值,把迟滞的记忆性体现在了对拐点的记录上,从而极大地减小了计算量。其次,提出基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法。阐述了建立逆算法的作用并介绍了基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法补偿原理、补偿本质,用多项式拟合的方法对逆算法中的参考曲线进行离散化补充,并对基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法中的关键点进行阐述。第三,为了通过设置实验验证了算法在单一迟滞预测、主次环转换迟滞预测、记忆特性条件下迟滞预测这三种情况下对迟滞特性描...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 快速倾斜镜
1.2.1 快速倾斜镜的构成及工作原理
1.2.2 快速倾斜镜在PAT系统中的作用
1.3 压电陶瓷
1.3.1 压电陶瓷工作机理
1.3.2 压电陶瓷的特性
1.4 国内外迟滞建模研究进展
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 压电陶瓷迟滞特性建模方法的研究综述
1.6 论文主要研究内容
第2章 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模算法
2.1 迟滞曲线的性质及中心对称性描述
2.2 PI模型与Maxwell模型中心对称性证明
2.3 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模算法
2.4 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模算法流程图
2.5 仿真分析
2.6 本章小结
第3章 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法
3.1 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法的作用
3.2 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法补偿本质
3.3 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法参考曲线的获得
3.4 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法实现
3.5 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法仿真分析
3.6 本章小结
第4章 迟滞特性补偿算法实验验证
4.1 实验系统与方案
4.1.1 实验仪器
4.1.2 模拟实验原理
4.2 不同信号下算法验证实验
4.2.1 等幅三角波信号输入
4.2.2 递减三角波信号输入
4.2.3 超越左、右拐点三角波信号输入
4.3 不同信号下逆算法验证实验
4.3.1 等幅期望位置信号输入
4.3.2 递减期望位置信号输入
4.3.3 超越左、右拐点期望位置信号输入
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星通信的近期发展与前景展望[J]. 易克初,李怡,孙晨华,南春国. 通信学报. 2015(06)
[2]空间激光通信现状、发展趋势及关键技术分析[J]. 姜会林,安岩,张雅琳,江伦,赵义武,董科研,张鹏,王超,战俊彤. 飞行器测控学报. 2015(03)
[3]天地一体化信息网络的几个关键问题思考[J]. 姜会林,刘显著,胡源,丁莹,付强,朱一峰,江伦,赵义武,王天枢. 兵工学报. 2014(S1)
[4]基于圆偏振移位键控的大气激光通信性能分析[J]. 刘丹,刘艳,刘智,王璞瑶,周昕. 红外与激光工程. 2013(11)
[5]压电陶瓷迟滞非线性的成因与校正[J]. 史丽萍,魏艳波,魏喜雯,张波,徐艳春,瞿晓东. 黑龙江大学工程学报. 2013(02)
[6]空地激光通信链路功率与通信性能分析与仿真[J]. 于林韬,宋路,韩成,周德春. 光子学报. 2013(05)
[7]压电陶瓷执行器的类Hammerstein模型及其参数辨识[J]. 赖志林,刘向东,耿洁. 光学精密工程. 2012(09)
[8]基于混沌神经网络的压电陶瓷迟滞模型[J]. 刘向东,修春波,刘承,李黎. 北京理工大学学报. 2006(02)
[9]卫星激光通信均匀信标光的研究[J]. 王建民,汤俊雄,孙东喜,朱彦,谷亚权. 光学学报. 2006(01)
[10]压电驱动器的非线性模型及其精密定位控制研究[J]. 魏燕定. 中国机械工程. 2004(07)
硕士论文
[1]快速倾斜镜压电陶瓷致动器迟滞特性建模及控制研究[D]. 李松.哈尔滨工业大学 2016
[2]压电陶瓷执行器位移高精度控制方法的研究[D]. 王婧媛.吉林大学 2014
[3]压电陶瓷物镜驱动器控制系统研究[D]. 董钊明.广西大学 2013
本文编号：3709726
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 快速倾斜镜
1.2.1 快速倾斜镜的构成及工作原理
1.2.2 快速倾斜镜在PAT系统中的作用
1.3 压电陶瓷
1.3.1 压电陶瓷工作机理
1.3.2 压电陶瓷的特性
1.4 国内外迟滞建模研究进展
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 压电陶瓷迟滞特性建模方法的研究综述
1.6 论文主要研究内容
第2章 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模算法
2.1 迟滞曲线的性质及中心对称性描述
2.2 PI模型与Maxwell模型中心对称性证明
2.3 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模算法
2.4 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模算法流程图
2.5 仿真分析
2.6 本章小结
第3章 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法
3.1 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法的作用
3.2 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法补偿本质
3.3 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法参考曲线的获得
3.4 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法实现
3.5 基于迟滞环中心对称性的迟滞建模逆算法仿真分析
3.6 本章小结
第4章 迟滞特性补偿算法实验验证
4.1 实验系统与方案
4.1.1 实验仪器
4.1.2 模拟实验原理
4.2 不同信号下算法验证实验
4.2.1 等幅三角波信号输入
4.2.2 递减三角波信号输入
4.2.3 超越左、右拐点三角波信号输入
4.3 不同信号下逆算法验证实验
4.3.1 等幅期望位置信号输入
4.3.2 递减期望位置信号输入
4.3.3 超越左、右拐点期望位置信号输入
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星通信的近期发展与前景展望[J]. 易克初,李怡,孙晨华,南春国. 通信学报. 2015(06)
[2]空间激光通信现状、发展趋势及关键技术分析[J]. 姜会林,安岩,张雅琳,江伦,赵义武,董科研,张鹏,王超,战俊彤. 飞行器测控学报. 2015(03)
[3]天地一体化信息网络的几个关键问题思考[J]. 姜会林,刘显著,胡源,丁莹,付强,朱一峰,江伦,赵义武,王天枢. 兵工学报. 2014(S1)
[4]基于圆偏振移位键控的大气激光通信性能分析[J]. 刘丹,刘艳,刘智,王璞瑶,周昕. 红外与激光工程. 2013(11)
[5]压电陶瓷迟滞非线性的成因与校正[J]. 史丽萍,魏艳波,魏喜雯,张波,徐艳春,瞿晓东. 黑龙江大学工程学报. 2013(02)
[6]空地激光通信链路功率与通信性能分析与仿真[J]. 于林韬,宋路,韩成,周德春. 光子学报. 2013(05)
[7]压电陶瓷执行器的类Hammerstein模型及其参数辨识[J]. 赖志林,刘向东,耿洁. 光学精密工程. 2012(09)
[8]基于混沌神经网络的压电陶瓷迟滞模型[J]. 刘向东,修春波,刘承,李黎. 北京理工大学学报. 2006(02)
[9]卫星激光通信均匀信标光的研究[J]. 王建民,汤俊雄,孙东喜,朱彦,谷亚权. 光学学报. 2006(01)
[10]压电驱动器的非线性模型及其精密定位控制研究[J]. 魏燕定. 中国机械工程. 2004(07)
硕士论文
[1]快速倾斜镜压电陶瓷致动器迟滞特性建模及控制研究[D]. 李松.哈尔滨工业大学 2016
[2]压电陶瓷执行器位移高精度控制方法的研究[D]. 王婧媛.吉林大学 2014
[3]压电陶瓷物镜驱动器控制系统研究[D]. 董钊明.广西大学 2013
本文编号：3709726
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