多层压电执行器输出位移的模糊神经元PID控制

作者：蔡永根; 沈忠良; 肖国华; 杨少增; 崔玉国

来源：压电与声光, 2021, 43(06): 850-856.

• 压电悬臂梁执行器
• 动力学建模
• 模糊算法
• 神经元
• 比例、积分、微分(PID)控制

为了提升压电执行器输出位移的性能,该文采用模糊神经元比例、积分、微分(PID)控制器对其输出位移进行控制。首先,分析了压电悬臂梁执行器机电特性,搭建其动力学模型;其次,将模糊算法、神经元、PID三者相结合,设计出一种能快速、精确、抗干扰能力强的控制器;最后,对压电悬臂梁执行器控制系统进行了仿真,并通过实验验证了该控制器的性能。结果表明,压电执行器对5μm阶跃目标位移的响应时间为0.3 s,且无超调,稳态误差中线由无控制时的0.57～0.66μm减小为几乎为0;在跟踪由正弦信号、常值信号、斜坡信号所组成的目标位移时,跟踪误差几乎为0。该文所设计控制器可消除压电执行器的定位误差,并使其具有抗干扰能力强,响应迅速,无超调量等优点。

• 单位
  机电工程学院; 浙江工商职业技术学院; 宁波大学