Para resolver o problema de acoplamento multieixos e histerese em uma plataforma de desvio nano acionada por piezoelétricos com três graus de liberdade, foi projetado um modelo de histerese acoplada que pode caracterizar simultaneamente os efeitos de acoplamento entre múltiplos atuadores piezoelétricos e sua própria histerese, e utilizou-se seu modelo inverso para realizar compensação feedforward a fim de melhorar a precisão de posicionamento e rastreamento da trajetória da plataforma. Primeiro, foi construído o sistema de controle da plataforma de desvio piezoelétrico de três graus de liberdade e estabelecido seu modelo cinemático, convertendo o movimento de três graus de liberdade da plataforma terminal nas saídas de três atuadores piezoelétricos. Em seguida, foi estabelecido um modelo de histerese acoplada baseado no modelo de Prandtl-Ishlinskii, e os parâmetros desse modelo e seu inverso foram identificados. Finalmente, a eficácia do modelo foi verificada através da compensação feedforward em malha aberta usando o modelo inverso, e foi utilizado um método de controle composto que combina feedforward inverso e realimentação para controle de rastreamento de trajetória. Os resultados experimentais demonstram que a compensação feedforward em malha aberta com o modelo inverso reduziu o deslocamento acoplado máximo entre os três atuadores piezoelétricos em mais de 70%, comprovando a eficácia do modelo de histerese acoplada estabelecido. O método de controle composto que combina realimentação em malha fechada com compensação feedforward inversa alcançou um erro máximo quadrático médio de rastreamento de trajetória espacial de apenas 0,06 mrad e 0,42 μm, respectivamente, uma redução de 72% e 87,5% em relação ao controle apenas com realimentação em malha fechada, e o erro máximo também foi reduzido em mais de 76%, eliminando efetivamente o efeito da histerese acoplada na plataforma e melhorando a precisão de posicionamento.

Plataforma de desvio piezoelétrico;Atuador piezoelétrico;Modelo de histerese acoplada;Compensação inversa;Controle de rastreamento