新型柔性放大机构的动力学前馈复合控制方法

作者：吴海涛; 赖磊捷^*

来源：电光与控制, 2021, 28(01): 108-111.

• 压电陶瓷驱动器
• 柔性放大机构
• 逆模型前馈控制

纳米级精度微位移驱动与控制通常使用压电陶瓷驱动器驱动柔性机构来实现。但是压电陶瓷驱动器行程较小,需要使用柔性放大机构对其位移进行放大,并且压电陶瓷驱动器存在蠕变和迟滞等非线性特性,而这些非线性特性极大影响了其输出位移经放大机构放大后的运动精度。针对以上两点,将传统桥式机构的4条桥臂用Scott-Russell机构代替,设计了一种新型柔性放大机构。同时,采用基于动力学逆模型前馈控制与PID反馈控制相结合的复合控制策略,提升放大机构的控制带宽和运动精度。实验结果表明,复合控制策略在1 Hz输入频率下的均方根跟踪误差相较传统PID反馈控制降低了33%,在10 Hz下降低了73%,说明了基于动力学逆模型前馈控制同PID反馈控制相结合的复合控制能够大幅度提高放大机构的跟踪精度。

• 单位
  上海工程技术大学