[發(fā)明專利]一種用于壓電驅(qū)動器精密定位的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810702824.1
• 申請日: 2018-06-30
• 公開（公告）號: CN108762092B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 崔建勝;衡思坤;尹紅成;邱云峰;汪能朋
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司連云港供電分公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種用于壓電驅(qū)動器精密定位的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，選取KP算子建立壓電驅(qū)動器的非線性模型，為控制系統(tǒng)的權(quán)值參數(shù)設定初始值；

步驟2，針對壓電驅(qū)動器的遲滯非線性設計控制系統(tǒng)，具體步驟為：

將壓電驅(qū)動器抽象成由非線性部分和線性部分組成，用KP模型的逆模型對壓電驅(qū)動器的非線性部分進行補償，從而使得補償后的系統(tǒng)呈線性；對于補償后的線性系統(tǒng)，用開環(huán)傳遞函表達如下：

其中N_p(s)、D_p(s)均為首一多項式，其次數(shù)分別為m_p次和n_p次，k_p為開環(huán)增益；

為了使控制系統(tǒng)中壓電驅(qū)動器的輸出與參考模型一致，對所選的參考模型具有以下要求：

參考模型的表達式如下：

[y_m]＝W_m(s)[μ]

其中，[y_m]為參考模型輸出，μ表示輸入，W_m(s)表示如下：

N_m(s)、D_m(s)均為首一多項式，其次數(shù)分別為m_m次和n_m次，k_m為開環(huán)增益；W_m(s)的選取必須滿足：

n_m-m_m＝n_p-m_p

步驟3，利用權(quán)值在線更新方法，在線更新壓電驅(qū)動器的遲滯模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的用于壓電驅(qū)動器精密定位的控制方法，其特征在于，步驟1具體為：

針對壓電驅(qū)動器的遲滯非線性進行建模，首先建立KP遲滯算子：

其中，β₁定義為遲滯下限，β₂定義為遲滯上限，v為算子輸入，[κ_β(v)](t)為KP算子的輸出；ξ_β為KP算子的保持階段所對應的值，(κ_β)_previous為上一個輸入對應的KP算子的輸出值；

函數(shù)r(x)定義式如下：

a定義為從-1到+1的上升時間；

KP算子中β₁＜β₂，因此KP算子只能在空間S中取值，空間S定義如下：

S＝{(β₁，β₂)：β₁，β₂∈[v_min，v_max]，β₂≥β₁}

在S中取N＝K(K+1)/2個點構(gòu)成N個KP算子，K為正整數(shù)，這N個KP算子共同作用，構(gòu)成KP模型；N個點的取值如下：

β_ij＝(β_1i，β_2j)

β_1i＝v_min+(i-1)Δv

β_2j＝v_min+(j-1)Δv

用β_ij作為KP算子的遲滯寬度上下限，此時KP算子表示為KP算子的另一個參數(shù)a取a＝Δv；

由上述N個KP算子共同作用組成的KP模型表達如下：

[H(v)](t)＝w^T[F(v)](t)

w＝{w_1，1，w_1，2，...，w_1，K，w_2，2，...，w_K，K}^T

[H(v)](t)為KP模型輸出，w為權(quán)值向量，[F(v)](t)為算子向量。

3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的用于壓電驅(qū)動器精密定位的控制方法，其特征在于，步驟3所述的權(quán)值在線更新方法如下：

被控對象的實際輸出與參考模型輸出的誤差的表達式如下：

為權(quán)值的誤差向量，為權(quán)值的預估向量，w_H為權(quán)值的真實向量；

對于權(quán)值給出如下更新法則：

ε_H(t)＝e(t)+ξ_H(t)

ζ_H(t)＝W(s)[F(v)](t)