압전 위치 결정 플랫폼은 압전 세라믹과 유연한 힌지를 구동 및 증폭 메커니즘으로 사용하며, 높은 위치 정밀도와 빠른 응답 속도를 가지고 있어 다양한 정밀/초정밀 위치 결정 분야에 널리 적용됩니다. 압전 위치 결정 플랫폼이 직면한 주요 문제는 압전 세라믹 고유의 히스테리시스 비선형 특성으로, 이는 플랫폼의 위치 결정 및 추적 정확도에 심각한 영향을 미칩니다. 이 문제를 해결하기 위해 Hammerstein 구조 기반의 히스테리시스 모델링 방법과 해당 모델 기반의 입력-출력 피드백 선형화 제어 전략을 제안합니다. 먼저 Hammerstein 구조의 히스테리시스 모델을 구축하고 모델 파라미터를 추정합니다. 다음으로 Hammerstein 모델 기반의 입력-출력 피드백 선형화 제어 전략으로 추적 제어기를 설계합니다. 마지막으로 압전 위치 결정 플랫폼에서 구축된 모델과 설계된 추적 제어기를 실험적으로 검증합니다. 모델 식별 실험 결과는 제안된 Hammerstein 모델이 압전 위치 결정 플랫폼의 입력과 출력 간 비선형 히스테리시스 특성을 효과적으로 근사할 수 있음을 보여주었으며, 평균 제곱근 오차는 0.5 μm 미만입니다. 궤적 추적 실험 결과는 설계된 추적 제어기가 원하는 신호(진폭 60 μm, 주파수 100 Hz)에 대해 추적 평균 제곱근 오차 0.9266 μm를 달성했으며, 개량된 속도 의존 PI(Modified Rate-dependent Prandtl-Ishlinskii, MRPI) 모델 기반의 전진 보상 추적 제어 및 MRPI 모델 기반의 전진 보상과 PID 피드백 복합 추적 제어에 비해 각각 81.22%, 46.25% 정밀도가 향상되었음을 나타냅니다.

압전 세라믹; 압전 위치 결정 플랫폼; 히스테리시스 비선형; Hammerstein 모델; 피드백 선형화 제어