[發明專利]一種納米伺服系統的自適應逆控制方法

有效

• 申請號: 201611184678.5
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN107340714B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 閆鵬;張揚名
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍

1.一種納米伺服系統的自適應逆控制方法，其特征在于，包括：

S1、基于納米伺服系統的實驗數據獲得P-I遲滯模型；

S2、基于梯度自適應控制算法在線辨識所述P-I遲滯模型中的參數，并獲得參數已知的估計P-I遲滯模型；

S3、基于所述估計P-I遲滯模型獲得自適應逆控制器；以及

S4、基于所述自適應逆控制器，控制所述納米伺服系統；

其中，所述P-I遲滯模型H[x]的表達式為：

y(t)＝H[x](t)＝a^T·P[x](t)+w^T·F_r[x](t) (1)

其中，y(t)為P-I模型的輸出量；H[x](t)表示P-I模型的輸出；a^T＝(a₁,a₃,a₅,…,a_m)為P-I模型的參數向量；a_m為第m個參數，m為奇正整數，由遲滯特性決定；P[x](t)^T＝(x(t),x³(t),x⁵(t),…,x^m(t))為P-I模型中輸入電壓的函數向量；x(t)為t時刻的輸入電壓；w^T＝(w₁,w₂,…,w_n)為P-I模型的權值向量；為P-I模型中play算子F_r的函數向量。

2.如權利要求1所述的納米伺服系統的自適應逆控制方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

S1.1、構建納米伺服系統

通過計算機給定電壓信號，電壓信號經數據采集模塊dSPACE中的D/A轉換，發送至電壓放大模塊進行功率放大，將放大后的輸入電壓信號施加至壓電執行器，通過壓電執行器推動中心平臺運動，激光干涉儀讀取所述中心平臺的位移數據，將所述位移數據經數據采集模塊dSPACE存儲至計算機；

S1.2、構建P-I遲滯模型

基于所述位移數據和電壓信號進行圖形展示，根據所述圖形中的遲滯不對稱特性，建立P-I遲滯模型。

3.如權利要求1所述的納米伺服系統的自適應逆控制方法，其特征在于，所述步驟S2中的梯度自適應控制算法包括：

S2.1、基于所述P-I遲滯模型建立估計P-I遲滯模型；

S2.2、給定所述P-I遲滯模型的閾值和play算子輸出量的初始值，并對納米伺服系統施加電壓信號，基于所述估計P-I遲滯模型，獲得估計的輸出量；

S2.3、基于所述估計的輸出量與實際的位移數據，獲得所述P-I遲滯模型的估計誤差；以及

S2.4、對所述估計誤差基于梯度自適應控制算法對所述P-I遲滯模型的參數進行辨識，獲得參數已知的估計P-I遲滯模型。

4.如權利要求1所述的納米伺服系統的自適應逆控制方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S3.1、基于所述參數已知的估計P-I遲滯模型，獲得其逆模型；以及

S3.2、將參考軌跡函數代替所述參數已知的估計P-I遲滯模型的輸出量，獲得自適應逆控制器。