基于Duhem前馈逆补偿的压电陶瓷迟滞非线性自适应滑模控制

作者：徐子睿; 许素安; 富雅琼; 洪凯星; 徐红伟

来源：传感技术学报, 2019, 32(08): 1209-1214.

• 压电陶瓷
• 迟滞非线性
• Duhem模型
• 递推最小二乘法
• 逆补偿
• 自适应滑模控制

针对压电陶瓷的动态迟滞非线性,研究了基于Duhem逆模型前馈补偿的滑模自适应控制策略。首先,利用多项式逼近Duhem模型中的未知分段函数f(.)和g(.),采用递推最小二乘法进行系统辨识,并求取逆模型,将其作为前馈控制器。考虑压电陶瓷迟滞非线性随输入信号频率变化,且难以完全抵消,模型参数存在不确定性等问题,设计一种自适应滑模控制律,利用Lyapunov稳定性定理及仿真实验证明了该控制律可以使系统全局渐进稳定。最后,进行了压电陶瓷迟滞补偿实验和位移跟踪实验。实验结果表明,前馈逆补偿控制下的压电陶瓷位移迟滞量减小了96.1%。与直接控制相比,前馈逆补偿控制下位移跟踪的最大绝对误差减小了27.0%,平均绝对值误差减小了17.9%,具有更好的跟踪精度和动态性能。

• 单位
  中国计量大学; 机电工程学院