CN107544241A - 压电陶瓷执行器迟滞的非线性pid逆补偿控制方法 - Google Patents
压电陶瓷执行器迟滞的非线性pid逆补偿控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107544241A CN107544241A CN201710875495.6A CN201710875495A CN107544241A CN 107544241 A CN107544241 A CN 107544241A CN 201710875495 A CN201710875495 A CN 201710875495A CN 107544241 A CN107544241 A CN 107544241A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- msub
- mtd
- mfrac
- piezoelectric ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 4
- 230000009514 concussion Effects 0.000 abstract description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003121 nonmonotonic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
本发明针对压电陶瓷执行器的非线性特性，提供一种压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法。通过数值方法建立Preisach迟滞逆模型，并且利用所建立的逆模型进行串级补偿。然后，为了提高控制器的抗干扰能力，设计了非线性PID控制器。此非线性PID控制器改变了传统PID对误差直接积分的方式，采用具有小误差放大，大误差饱和的非线性函数对误差进行积分。所建立的迟滞逆补偿能够较好地补偿压电陶瓷的迟滞非线性，在此基础上建立的非线性PID逆补偿控制不但能够减小积分带来的震荡，并且提高了控制器的控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及压电陶瓷执行器技术领域，更具体地，涉及一种压电陶瓷执行 器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法。
背景技术
压电陶瓷是利用电介质材料的逆压电效应产生微位移，具有传动机构 紧凑、无机械间隙和摩擦、可实现电压随动式位移控制、响应速度快、有 较大的力输出、功耗低、有超高的位移分辨率以及能实现纳米级定位等一 系列优点[1-3]，因此压电陶瓷是纳米定位系统的理想驱动元件。然而，压电 陶瓷存在的一些固有特性，如迟滞特性、蠕变特性、温度特性及其他非线 性特性，严重地影响了压电陶瓷在高精度位移控制技术中的应用。其中， 迟滞非线性是影响定位精度的主要因素[4,5]，因此大量的研究者开展了对压 电陶瓷迟滞特性的建模及控制等工作。
最初对迟滞非线性模型的研究只是对单环迟滞曲线进行描述，比如用多项式 对迟滞曲线进行拟合等[6]。随着研究的深入，能够更完整描述迟滞特性的模型不 断产生。其中，Preisach模型是研究最为广泛的一类迟滞模型，首先由德国 科学家F.Preisach等人在1935年提出，用于模拟磁效应[7]。俄国科学家 Krasnoselskii应用数学表达式对Preisach模型进行描述，使得它可以被应用于描 述任何物理性质的迟滞现象[8]。在此基础上，Brokate[9]和Visntin[10]对此数学模型 进行了深入的分析，给出了Preisach模型及其逆模型的相关数学性质。逆补偿 闭环控制是在建立迟滞逆模型的基础上利用逆模型对压电陶瓷执行器的 迟滞进行补偿，然后针对补偿后的压电陶瓷执行器设计闭环控制器进行反 馈控制。
压电陶瓷执行器的Preisach逆模型：
Mayergoyz[11]给出Priesach模型的经典非参数化辨识方法，称为Mayergoyz 法。这种方法是利用实验数据进行插值预测迟滞的输出，从而实现Preisach模型。 该方法无需进行微分运算，其离散计算式如下：
式中，f(t)是模型在t时刻的输出；fα表示当输入电压u(t)＝α时此极限上 升支线对应的输出值；fαβ表示在电压从u(t)＝α下降到u(t)＝β时在一阶回转曲 线上的输出值；F(α,β)＝fα-fαβ表示这两个位移的差值。
式(1)是Preisach模型的数学实现方法的规则性说明，在上升过程中的电压 极值是单调递减序列或下降过程中电压极值是单调递增序列时直接利用该公式 是可行的，但若输入电压极值序列不是单调变化时，由于迟滞存在擦除特性，该 公式不能完全表述压电陶瓷的迟滞特性。对此文献[12]提出了Preisach模型的分 类排序实现方法，使得输入电压在非单调时也可以对输出进行比较精确的预测。 具体实现公式如下：
式中αmin、βmax分别为t时刻上升电压序列最小值和下降电压序列最大值。 定义边界矩阵v2×q∈R2，v1k＝Vu(k),v2k＝Vf(k),k＝1,2,…,q，用来存储对当前输 出值产生影响的全部历史极值，当某个历史极值被超越而失去对位移输出的影响 作用时将会立即被擦除；Vu(k)指边界序列中第k个边界极值，Vf(k)指其对应的 位移输出值，kα i、kβ j分别指输入极值αi、βj在边界序列中的排列序号。
在文献[13]中给出了Preisach逆模型分类排序实现公式如下：
式中：(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…m)， 表示未被擦除的上升位移极值fi α在v2q(与公式2中定义同) 中的横坐标；表示未被擦除的下降位移极值在边界矩阵v2q中的列坐标。
迟滞Preisach模型的实现程序流程图如图1所示。F(α,β)函数是通过对矩 阵Fab[-,-]查表得到。
参考资料：
[1]P.Vasiljev,D.Mazeika,G.Kulvietis.Modelling and analysis of omni-directional piezoelectric actuator[J].Journal of Sound and Vibration,2007,308:867-878.
[2]U.Simu,S.Johansson.Analysis of quasi-static and dynamic motionmechanisms for piezoelectric miniature robots[J].Sensors and Actuators A:Physical,2006, 132(2):632-642.
[3]A.T.Nguyen,S.Martel.Embedded Piezo-actuation System for AutomaticMotion Control of a Fleet of Miniature Robots Operating on a SynchronizedVibrating Platform[C]//The Sixth World Congress on Intelligent Control andAutomation,2006, 2:8412–8415.
[4]R.C.Smith,M.V.Salapaka,A.Hatch,et al.Model development and inversecompensator design for high speed nanopositioning[C]//Proceedings of the 41stIEEE Conference on Decision and Control,2002,4:3652–3657.
[5]K.K.Leang,S.Devasia.Design of hysteresis-compensating iterativelearning control for piezo-positioners:Application to atomic forcemicroscopes[J]. Mechatronics,2006,(16):141–158.
[6]R.V.Lapshin,O.V.Obyedkov.Fast-acting piezoactuator and digitalfeedback loop for scanning tunneling microscopes[J].Review of ScientificInstruments,993,64(10): 2883-2887.
[7]I.Mayergoyz.Mathematical Models of Hysteresis[M].Berlin,Germany:Springer–Verlag,1991.
[8]M.A.Krasnoselskii,A.V.Pokrovskii.Systems with hysteresis[M].Berlin: Springer,1989.
[9]M.Brokatean,J.Sprekels.Hysteresis and phase transitions[M].AppliedMathematical Sciences.Springer Verlag,1996.
[10]A.Visintin.Six talks on hysteresis[M].CRM Proceedings and LectureNotes, Boundaries,Interfaces,and Transitions.1998:207-236.
[11]I.D.Mayergoyz.Mathematical model of hysteresis[M].NewYork:Springer,1991.
[12]李黎,刘向东,侯朝桢.压电陶瓷执行器Preisach模型的分类排序实现[J].压电与声光,2007,29(5)：544-547.
[13]李黎.压电陶瓷执行器纳米定位系统迟滞建模与补偿控制[D].博士学位论文，北京理工大学，2008.
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种压电陶瓷执行器 迟滞的非线性PID逆补偿控制方法。能够较好地补偿压电陶瓷的迟滞非线性， 减小积分带来的震荡，并且提高了控制器的控制精度。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法，包括以下步骤：
S1：把压电陶瓷执行器当作迟滞与线性系统的串联，当在压电陶瓷执行器前 串联一个迟滞环节的逆模型Γ-1(fr)以抵消压电陶瓷执行器的迟滞非线性，此时 可以等效地把补偿后的压电陶瓷执行器看成一个线性对象G；
S2：PID控制器根据给定值系统的给定值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏 差e(t)＝r(t)-y(t)，PID控制器的控制规律为：
式中KP为比例系数；Ti称为积分时间；TD为微分时间；u0为控制量基准； e为偏差；
S3：将步骤S2中的公式改写成：
其中，函数g(e)有一参数β，当β＝1时，误差|e|＜β时，函数g(e)具 有严格的单调性，当|e|≥β时，函数g(e)进入饱和状态。
优选的，函数g(e)为：
当β＝1时，可以看出，误差|e|＜β时，函数g(e)具有严格的单调性，当 |e|≥β时，函数g(e)进入饱和状态，并且与单纯的积分相比，此函数兼顾有对 小误差信号的放大作用及对大误差信号的饱和作用，并且是连续可微的。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明针对压电陶瓷执 行器的非线性特性，提供一种压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方 法。通过数值方法建立Preisach迟滞逆模型，并且利用所建立的逆模型进 行串级补偿。然后，为了提高控制器的抗干扰能力，设计了非线性PID控 制器。此非线性PID控制器改变了传统PID对误差直接积分的方式，采用 具有小误差放大，大误差饱和的非线性函数对误差进行积分。所建立的迟 滞逆补偿能够较好地补偿压电陶瓷的迟滞非线性，在此基础上建立的非线 性PID逆补偿控制不但能够减小积分带来的震荡，并且提高了控制器的控 制精度。
附图说明
图1为Preisach模型实现流程图。
图2为串级逆补偿结构图。
图3为函数g(e)的曲线图。
图4(a)为逆补偿控制的正弦跟踪图。
图4(b)为逆补偿控制的误差曲线图。
图4(c)为逆补偿控制的及迟滞拟合图。
图5(a)为传统PID控制的正弦跟踪图。
图5(b)为传统PID控制的误差曲线图。
图5(c)为传统PID控制的及迟滞拟合图。
图6(a)为非线性PID逆补偿控制的正弦跟踪图。
图6(b)为非线性PID逆补偿控制的误差曲线图。
图6(c)为非线性PID逆补偿控制的及迟滞拟合图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如果把压电陶瓷执行器当作迟滞与线性系统的串联，从图2可以看到，当在 压电陶瓷执行器前串联一个迟滞环节的逆模型Γ-1(fr)以抵消压电陶瓷执行器的 迟滞非线性，此时可以等效地把补偿后的压电陶瓷执行器看成一个线性对象G。
PID控制器是一种线性控制器，他根据给定值系统的给定值r(t)与实际输出 值y(t)构成控制偏差e(t)＝r(t)-y(t)。PID的控制规律为：
式中KP为比例系数；T称为积分时间；TD为微分时间；u0为控制量基准； e为偏差。
然而，传统的PID控制器的由于采用积分控制，当初始误差较大时，可能导 致系统的暂态性能恶化，当达到执行器饱和状态时，有可能导致系统的不稳定。 所以利用一种能够对小误差信号有放大作用，对大误差信号起到饱和作用的非线 性积分项以替代传统的对误差的直接积分。即，式(4)可写成
其中，函数g(e)为式(6)所示，当β＝1时，函数g(e)的曲线如图3所 示，可以看出，误差|e|＜β时，函数g(e)具有严格的单调性，当|e|≥β时，函 数g(e)进入饱和状态，并且与单纯的积分相比，此函数兼顾有对小误差信号的 放大作用及对大误差信号的饱和作用，并且是连续可微的。在此函数的作用下， 可以消除积分作用带来的暂态性能差的缺陷，同时具有积分提高系统控制精度的 作用。另外，由于g(e)为误差的二次函数，所以具有实现简单，计算量小等特 点。
下面结合实验对本发明进行说明，实验中，应用压电陶瓷执行器型号为 MPT-1JNL/I002，其最大位移为25μm。根据迟滞的擦除特性，设计了阶梯电压 序列用于构建矩阵Fab[-,-]。这组阶梯电压序列每个阶梯间隔为5V。由于擦 除特性的存在，采集数据时保证每次从历史最大值逐渐减小到历史最小值。并且 为了减小频率带来的误差，阶梯电压序列的给定频率尽可能小。
实验中利用频率为0.05Hz的正弦输入：u(t)＝9.5-5.5×sin(π/2-π/200)对 压电陶瓷执行器的模型进行验证。其跟踪图及迟滞环如图4a-c所示。
为了验证所设计的控制器的性能，利用普通PID控制与本发明的迟滞逆补偿 非线性PID控制器进行实验比较。图5a-c为普通PID控制结果，其中，图5(a) 是跟踪曲线，从跟踪曲线中可以看到，由于初始误差较大，积分作用容易造成一 定的震荡。另外，由于迟滞非线性的作用，跟踪误差相对较大。
图6a-c为非线性PID逆补偿控制结果，首先，由于逆补偿控制抵消了大部 分的迟滞非线性，减轻了PID控制器的负担。并且，由于利用了非线性PID，使 得积分过程不容易产生震荡，并且具有更好的稳态误差。
迟滞非线性给压电陶瓷的精确定位带来了很大的困难。为了抑制迟滞干扰， 本发明利用Preisach模型，通过数值方法建立迟滞逆模型。并且，通过实验验证 了所建立的逆模型能够一定程度地抑制迟滞非线性。然而，Preisach迟滞逆补偿 是开环控制，其控制精度得不到保证，为此，本发明在串级逆补偿的基础上设计 了非线性PID逆补偿控制。所设计的非线性PID具有小误差放大，大误差饱和 的特性，很好地改善了传统PID带来的震荡。实验证明，所设计的控制器具有较 高的控制精度，并且与传统的PID相比，不仅能够减小震荡，而且提高了控制精 度。
Claims (2)
1.一种压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：把压电陶瓷执行器当作迟滞与线性系统的串联，当在压电陶瓷执行器前串联一个迟滞环节的逆模型Γ-1(fr)以抵消压电陶瓷执行器的迟滞非线性，此时可以等效地把补偿后的压电陶瓷执行器看成一个线性对象G；
S2：PID控制器根据给定值系统的给定值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差e(t)＝r(t)-y(t)，PID控制器的控制规律为：
<mrow>
<mi>u</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>K</mi>
<mi>p</mi>
</msub>
<mo>&lsqb;</mo>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mfrac>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<mn>0</mn>
<mi>t</mi>
</msubsup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>d</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>D</mi>
</msub>
<mfrac>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>u</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
式中KP为比例系数；Ti称为积分时间；TD为微分时间；u0为控制量基准；e为偏差；
S3：将步骤S2中的公式改写成：
<mrow>
<mi>u</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>K</mi>
<mi>P</mi>
</msub>
<mo>&lsqb;</mo>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mfrac>
<mo>&Integral;</mo>
<mi>g</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>e</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>d</mi>
<mi>t</mi>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>D</mi>
</msub>
<mfrac>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>u</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
其中，函数g(e)有一参数β，当β＝1时，误差|e|＜β时，函数g(e)具有严格的单调性，当|e|≥β时，函数g(e)进入饱和状态。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法，其特征在于，函数g(e)为：
<mrow>
<mi>g</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>e</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>&beta;</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mi>&beta;</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mi>&beta;</mi>
</mfrac>
<msup>
<mi>e</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>&le;</mo>
<mi>e</mi>
<mo><</mo>
<mi>&beta;</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mi>&beta;</mi>
</mfrac>
<msup>
<mi>e</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>&beta;</mi>
<mo>&le;</mo>
<mi>e</mi>
<mo><</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>&beta;</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo><</mo>
<mo>-</mo>
<mi>&beta;</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
</mrow>
当β＝1时，可以看出，误差|e|＜β时，函数g(e)具有严格的单调性，当|e|≥β时，函数g(e)进入饱和状态，并且与单纯的积分相比，此函数兼顾有对小误差信号的放大作用及对大误差信号的饱和作用，并且是连续可微的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710875495.6A CN107544241B (zh) | 2017-09-25 | 2017-09-25 | 压电陶瓷执行器迟滞的非线性pid逆补偿控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710875495.6A CN107544241B (zh) | 2017-09-25 | 2017-09-25 | 压电陶瓷执行器迟滞的非线性pid逆补偿控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107544241A true CN107544241A (zh) | 2018-01-05 |
| CN107544241B CN107544241B (zh) | 2020-10-02 |
Family
ID=60964394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710875495.6A Active CN107544241B (zh) | 2017-09-25 | 2017-09-25 | 压电陶瓷执行器迟滞的非线性pid逆补偿控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107544241B (zh) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108520141A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种压电陶瓷作动器的迟滞非线性模拟方法 |
| CN108846191A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种模拟压电陶瓷作动器迟滞非线性的分布饱和电容模型建模方法 |
| CN109298631A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-01 | 楚天智能机器人（长沙）有限公司 | 一种基于传统pid控制器附加二次比例系数的自适应参数整定方法 |
| CN109739085A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-05-10 | 广东工业大学 | 一种基于改进高斯伪谱法的压电陶瓷驱动器最优位移控制方法 |
| CN110632345A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-12-31 | 北京理工大学 | 加速度计输出零位Preisach模型补偿方法及装置 |
| CN110687789A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-14 | 上海工程技术大学 | 一种基于整型函数的抗饱和控制系统 |
| CN110989354A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-10 | 天津津航技术物理研究所 | 压电陶瓷微动平台的高阶多项式位置前馈补偿方法 |
| CN111897205A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-11-06 | 杭州电子科技大学 | 一种基于pid逆的压电驱动器前馈控制补偿方法 |
| CN112835295A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-25 | 武汉工程大学 | 基于pi模型的压电陶瓷执行器参数辨识和复合控制方法 |
| CN113110105A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-13 | 浙江理工大学 | 一种基于逆补偿和扰动触发的压电执行器控制方法 |
| CN113759716A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-12-07 | 浙江理工大学 | 一种压电执行器的非对称迟滞、蠕变模型及其逆补偿方法 |
| US11244805B2 (en) | 2019-11-15 | 2022-02-08 | Fei Company | Electron microscope stage |
| US11538652B2 (en) | 2019-11-15 | 2022-12-27 | Fei Company | Systems and methods of hysteresis compensation |
| US11562877B2 (en) | 2019-11-15 | 2023-01-24 | Fei Company | Systems and methods of clamp compensation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11154002A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Toshiba Joho Seigyo System Kk | 非線形２自由度ｐｉｄ制御器 |
| CN102486477A (zh) * | 2010-12-04 | 2012-06-06 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种基于模型的压电陶瓷扫描器迟滞性前馈校正方法 |
| CN105182744A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-23 | 北京工商大学 | 纳米定位系统的抗干扰控制方法 |
| CN106557028A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-04-05 | 华南理工大学 | 一种压电陶瓷驱动器自适应控制方法 |
| CN106802565A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-06 | 南京理工大学 | 一种压电驱动器的自适应逆控制方法 |
-
2017
- 2017-09-25 CN CN201710875495.6A patent/CN107544241B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11154002A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Toshiba Joho Seigyo System Kk | 非線形２自由度ｐｉｄ制御器 |
| CN102486477A (zh) * | 2010-12-04 | 2012-06-06 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种基于模型的压电陶瓷扫描器迟滞性前馈校正方法 |
| CN105182744A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-23 | 北京工商大学 | 纳米定位系统的抗干扰控制方法 |
| CN106557028A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-04-05 | 华南理工大学 | 一种压电陶瓷驱动器自适应控制方法 |
| CN106802565A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-06 | 南京理工大学 | 一种压电驱动器的自适应逆控制方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 张国庆 等: "《微拉伸测试系统中PZT微驱动器的设计与实现》", 《仪表技术与传感器》 * |
| 赖志林 等: "《压电陶瓷执行器迟滞的滑模逆补偿控制》", 《光学精密工程》 * |
| 陈辉 等: "《压电陶瓷执行器的动态模型辨识与控制》", 《光学精密工程》 * |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108520141A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种压电陶瓷作动器的迟滞非线性模拟方法 |
| CN108520141B (zh) * | 2018-04-03 | 2022-03-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种压电陶瓷作动器的迟滞非线性模拟方法 |
| CN108846191A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种模拟压电陶瓷作动器迟滞非线性的分布饱和电容模型建模方法 |
| CN108846191B (zh) * | 2018-06-07 | 2022-04-15 | 哈尔滨工业大学 | 压电陶瓷作动器的分布参数饱和电容模型建模方法 |
| CN109298631A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-01 | 楚天智能机器人（长沙）有限公司 | 一种基于传统pid控制器附加二次比例系数的自适应参数整定方法 |
| CN109739085A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-05-10 | 广东工业大学 | 一种基于改进高斯伪谱法的压电陶瓷驱动器最优位移控制方法 |
| CN110632345A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-12-31 | 北京理工大学 | 加速度计输出零位Preisach模型补偿方法及装置 |
| CN110687789A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-14 | 上海工程技术大学 | 一种基于整型函数的抗饱和控制系统 |
| CN110687789B (zh) * | 2019-10-18 | 2022-07-15 | 上海工程技术大学 | 一种基于整型函数的抗饱和控制系统 |
| US11538652B2 (en) | 2019-11-15 | 2022-12-27 | Fei Company | Systems and methods of hysteresis compensation |
| US11562877B2 (en) | 2019-11-15 | 2023-01-24 | Fei Company | Systems and methods of clamp compensation |
| US11244805B2 (en) | 2019-11-15 | 2022-02-08 | Fei Company | Electron microscope stage |
| US12057286B2 (en) | 2019-11-15 | 2024-08-06 | Fei Company | Systems and methods of clamp compensation |
| CN110989354A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-10 | 天津津航技术物理研究所 | 压电陶瓷微动平台的高阶多项式位置前馈补偿方法 |
| CN111897205B (zh) * | 2020-07-17 | 2022-07-05 | 杭州电子科技大学 | 一种基于pid逆的压电驱动器前馈控制补偿方法 |
| CN111897205A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-11-06 | 杭州电子科技大学 | 一种基于pid逆的压电驱动器前馈控制补偿方法 |
| CN112835295B (zh) * | 2021-01-22 | 2022-07-19 | 武汉工程大学 | 基于pi模型的压电陶瓷执行器参数辨识和复合控制方法 |
| CN112835295A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-25 | 武汉工程大学 | 基于pi模型的压电陶瓷执行器参数辨识和复合控制方法 |
| CN113110105B (zh) * | 2021-04-25 | 2022-06-17 | 浙江理工大学 | 一种基于逆补偿和扰动触发的压电执行器控制方法 |
| CN113110105A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-13 | 浙江理工大学 | 一种基于逆补偿和扰动触发的压电执行器控制方法 |
| CN113759716A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-12-07 | 浙江理工大学 | 一种压电执行器的非对称迟滞、蠕变模型及其逆补偿方法 |
| CN113759716B (zh) * | 2021-08-11 | 2024-03-26 | 浙江理工大学 | 一种压电执行器的非对称迟滞、蠕变模型及其逆补偿方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107544241B (zh) | 2020-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107544241A (zh) | 压电陶瓷执行器迟滞的非线性pid逆补偿控制方法 | |
| Liu et al. | An inversion-free predictive controller for piezoelectric actuators based on a dynamic linearized neural network model | |
| CN102621889B (zh) | 一种压电陶瓷定位的复合控制方法 | |
| Saikumar et al. | “Constant in Gain Lead in Phase” element–application in precision motion control | |
| CN105159069B (zh) | 一种压电陶瓷作动器的位移控制方法 | |
| Ding et al. | Fractional-order model and experimental verification for broadband hysteresis in piezoelectric actuators | |
| CN113241973B (zh) | S型滤波器迭代学习控制直线电机轨迹跟踪控制方法 | |
| Wei et al. | On the disturbance rejection of a piezoelectric driven nanopositioning system | |
| CN110336484A (zh) | 一种压电陶瓷迟滞非线性的多项式拟合修正方法 | |
| Li et al. | Finite‐time terminal sliding mode tracking control for piezoelectric actuators | |
| CN109597362A (zh) | 燃料电池空气供给系统非线性控制器设计方法 | |
| Liu et al. | An active disturbance rejection controller with hysteresis compensation for piezoelectric actuators | |
| Jiang et al. | A Double Closed-Loop Digital Hydraulic Cylinder Position System Based on Global Fast Terminal Sliding Mode Active Disturbance Rejection Control | |
| Ran et al. | Multistage anti-windup design for linear systems with saturation nonlinearity: enlargement of the domain of attraction | |
| Zhou et al. | Preisach modeling of hysteresis and tracking control of a Thunder actuator system | |
| Qiu et al. | Adaptive RBF neural network sliding mode control for a DEAP linear actuator | |
| Gao et al. | Discrete composite control for piezoelectric actuator systems | |
| Li et al. | Adaptive control of a piezo-positioning mechanism with hysteresis and input saturation using time delay estimation | |
| Zhao et al. | Sliding mode control | |
| Gao et al. | Using fuzzy switching to achieve the smooth switching of force and position | |
| Shen et al. | Study on nonlinear model of piezoelectric actuator and accurate positioning control strategy | |
| Zhao et al. | A novel fixed‐time fractional order nonsingular terminal sliding mode control | |
| Zhang et al. | Adaptive iterative learning control combined with discrete-time sliding mode control for piezoelectric nanopositioning | |
| Geng et al. | Dynamic Preisach model and inverse compensation for hysteresis of piezoceramic actuator based on neural networks | |
| CN113110038B (zh) | 压电驱动的闭环控制方法、装置、设备及存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200827 Address after: No.3, Zhilian Avenue, Bailu science and Technology Park, Yingtan high tech Industrial Development Zone, Jiangxi Province Applicant after: Jiangxi Saiying Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: Nansha District Fengze road Guangzhou city Guangdong province 511400 No. 106 13 floor room 1301 by X1301-G531 Applicant before: GUANGZHOU JIAYUE INDUSTRIAL Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Nonlinear PID inverse compensation control method for hysteresis of piezoelectric ceramic actuators Effective date of registration: 20230628 Granted publication date: 20201002 Pledgee: Shangrao Bank Co.,Ltd. Xinjiang Sub branch Pledgor: Jiangxi Saite Intelligent Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980046549 |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 335000 No.3 Zhilian Avenue, Bailu Science Park, Yingtan hi tech Industrial Development Zone, Jiangxi Province Patentee after: Jiangxi Saite Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 335000 No.3 Zhilian Avenue, Bailu Science Park, Yingtan hi tech Industrial Development Zone, Jiangxi Province Patentee before: Jiangxi Saiying Intelligent Technology Co.,Ltd. |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20201002 Pledgee: Shangrao Bank Co.,Ltd. Xinjiang Sub branch Pledgor: Jiangxi Saite Intelligent Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980046549 |