圧電定位台の高精度な追従制御を実現するために、ヒステリシス、モデル不確かさおよび負荷撹乱などの非線形要因が圧電定位台の運動精度に与える影響に対処するため、分数階終端スライディングモード自己妨害制御器を設計し、システムの高精度追従制御性能を実現した。まず、分数階理論、終端スライディングモード理論および自己妨害理論を組み合わせ、システム状態の追従誤差が有限時間内に収束することを実現した。次に、改良されたfal非線形関数に基づき、新規な連続微分可能な接近律を設計し、振動をさらに低減した。最後に、圧電定位台上で軌道追従比較実験を行い、実験結果は振幅10 μmの正弦波目標軌道および負荷重量200 gに対し、設計した制御器の二乗平均平方根誤差が0.0246 μmであり、PID、整数階終端スライディングモードおよびニューラルネットワーク整数階終端スライディングモードの三つの制御手法に比べて二乗平均平方根誤差の精度がそれぞれ76.66％、48.00％、43.32％向上したことを示した。40 Hzの参照指令信号下では、分数階終端スライディングモード自己妨害制御器によって圧電定位台の二乗平均平方根誤差が0.1869 μmに低減され、異なる負荷下でも良好な追従性能を有し、振動現象を抑制し、モデル不確かさおよび負荷撹乱に対する強いロバスト性を示した。

圧電定位台;分数階;スライディングモード制御;Fal関数;拡張状態オブザーバ