压电陶瓷执行器迟滞补偿及复合控制

• 作者: 于志亮 曹开锐 王岩 陈昊
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 快速倾斜镜 激光通信 精瞄系统 压电陶瓷执行器 迟滞特性 改进PI迟滞模型 复合控制
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 2113-2120
• 页数: 8页
• 分类号: TL361
• 字数: 3025字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20172508.2113

摘要

快速倾斜镜是星间激光通信终端精瞄系统的核心部件,其驱动装置为压电陶瓷执行器,而压电陶瓷具有迟滞特性,其严重影响了快速倾斜镜的定位精度,进而对星间通信链路的稳定性造成不利影响.为解决这一问题,本文设计了一种改进Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型对压电陶瓷执行器进行建模.在此基础上,提出了压电陶瓷执行器前馈线性化方法,以对迟滞特性进行前馈逆补偿.接着,提出了一种结合改进的 P-I模型与增量式PID算法的复合控制算法,并在DSP中实现了该复合控制算法.最后,在试验平台上对该算法进行了验证.结果显示:当分别对系统输入10Hz和100Hz减幅正弦、等幅正弦曲线时,模型误差在0.59%以内,在输入同频100 Hz以下的减幅正弦曲线时,传统PID算法的最大误差为59.31 μrad,而该复合算法的最大误差为14.22 μrad.实验数据表明,本文复合控制方法的动态跟踪性能明显优于传统PID方法,改进Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型可以精确描述压电陶瓷的迟滞特性.本文设计的复合控制方法满足实际应用对快速倾斜镜的要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王岩	哈尔滨工业大学航天学院	100	727	13.0	23.0
2	陈昊	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	25	179	8.0	12.0
3	曹开锐	哈尔滨工业大学空间光通信技术研究中心	5	44	3.0	5.0
4	于志亮	哈尔滨工业大学航天学院	5	63	4.0	5.0