A característica inerente de histerese do Espelho de Roteamento Rápido Piezoelétrico (Piezoelectric Fast Steering Mirror, PFSM) limita severamente a precisão do controle em sistemas de posicionamento de alta precisão. Para isso, a partir de três dimensões centrais —complexidade temporal, condições necessárias para inversão e fontes de erro— foram comparadas sistematicamente as diferenças de desempenho das funções invólucro comuns, selecionando-se de forma abrangente a função invólucro linear assimétrica e adotando o Modelo Generalizado de Prandtl-Ishlinskii dependente da taxa com Função Invólucro Linear Assimétrica (Rate-Dependent Generalized Prandtl-Ishlinskii Model with Asymmetric Linear Envelope Function, LRGPI). Para resolver o problema dependente da taxa da histerese, foi introduzido um termo derivativo para ampliar a faixa de frequência de aplicação do modelo. Em seguida, foi construído um modelo inverso LRGPI com alimentação antecipada para verificar comparativamente a eficácia da compensação da histerese. Por fim, foi projetado um método de controle composto baseado na alimentação antecipada do modelo inverso para suprimir o impacto de interferências externas. Experimentos de simulação mostram que o controle com alimentação antecipada do modelo inverso LRGPI melhorou a largura de banda da compensação da histerese em 5,78% e 28,69%, respectivamente, em comparação com os modelos inversos TRGPI baseados na função invólucro tanh e os modelos inversos CRGPI baseados na função invólucro cúbica. Experimentos comparativos de compensação com alimentação antecipada também mostraram que o RMSE do controle com alimentação antecipada do modelo inverso LRGPI foi reduzido em 62,7%, 23,2% e 26,4%, respectivamente, em comparação com os modelos inversos PI, TRGPI e CRGPI, demonstrando plenamente a superioridade e estabilidade significativas do modelo LRGPI na resolução do comportamento de histerese do PFSM.

espelho de roteamento rápido piezoelétrico; característica de histerese; dependência da taxa; função invólucro assimétrica; modelo generalizado de Prandtl-Ishlinskii; compensação inversa; controle composto