【摘 要】
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压电陶瓷是目前微定位系统比较理想的驱动元件，但其具有的迟滞，蠕变等机械特性严重影响了其输出的精确性和稳定性。本文以压电陶瓷为研究对象，深入研究了基于Duhem模型的迟滞建模方法和复合控制方案，并进行实验。本文从微观角度研究了压电陶瓷迟滞和蠕变的形成原因，并通过实验，得到了压电陶瓷迟滞和蠕变的一般规律。将Duhem模型中的未知部分以多项式代替，根据不同频率与幅值的输入输出数据，利用递推最小二乘辨识求
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压电陶瓷是目前微定位系统比较理想的驱动元件，但其具有的迟滞，蠕变等机械特性严重影响了其输出的精确性和稳定性。本文以压电陶瓷为研究对象，深入研究了基于Duhem模型的迟滞建模方法和复合控制方案，并进行实验。本文从微观角度研究了压电陶瓷迟滞和蠕变的形成原因，并通过实验，得到了压电陶瓷迟滞和蠕变的一般规律。将Duhem模型中的未知部分以多项式代替，根据不同频率与幅值的输入输出数据，利用递推最小二乘辨识求取逆模型。由于无法预知当前时刻的输入电压值，上述方法在计算逆输出时误差较大。故本文通过Duhem逆算子与GRNN神经网络进行结合直接建立逆模型，避免求逆过程不准确的计算，与上述建模技术相比，该逆模型的预测输出精度提升了41.7%。设计了自适应滑模控制器，并给出了Lyapunov稳定性分析和仿真实验验证。通过迟滞抑制，蠕变抑制，位移跟踪实验验证了本文所设计的控制器的校正能力。实验结果表明，复合控制下，迟滞量减少了96%，步进幅值为1V时，蠕变量减小了49.1%。在不同频率输入下，与直接控制相比，位移跟踪的最大误差减少了25.7%，平均绝对误差减小了17.5%。
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