压电柔顺微操作器的H∞反馈控制

作者：李存尧; 杨依领^*; 吴高华; 魏燕定

来源：振动.测试与诊断, 2023, 43(01): 144-203.

DOI：10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2023.01.022

• 柔顺微操作器
• H∞反馈控制
• 压电纤维驱动器
• 迟滞模型

为保证压电柔顺微操作器的精准性和稳定性，以压电纤维驱动的单自由度柔性微操作器为例，首先，通过在传统Prandtl-Ishlinskii(简称PI)迟滞模型上串联死区算子，建立改进PI迟滞模型并设计相应前馈控制器；其次，将系统模型分解为线性可逆分量和有界分量，并构建权重函数和增广模型设计H∞反馈控制器，以保证系统的稳定性和精准性；最后，以压电纤维驱动的单自由度柔性微操作器为例，搭建实验测控系统。实验结果表明：在前馈控制下，压电柔顺微操作器的迟滞量从16.5%下降到4.4%，改进PI迟滞模型是可行的。当参考轨迹为阶跃和不同频率的正弦信号、甚至改变微操作器结构参数时，H∞反馈控制均能有效跟踪给定参考信号且相对控制误差较小，验证了所设计H∞反馈控制器的有效性。

• 单位
  宁波大学; 浙江大学