Внутреннее гистерезисное свойство пьезоэлектрического быстродействующего зеркала (Piezoelectric Fast Steering Mirror, PFSM) существенно ограничивает точность управления в системах прецизионного позиционирования. В связи с этим в данной работе систематически сравниваются различия в производительности распространенных огибающих функций по трем основным измерениям: временной сложности, необходимым условиям обратимости и источникам ошибки; комплексно выбирается асимметричная линейная огибающая функция, и применяется основанная на ней скоростно-зависимая обобщенная модель Прандтля–Ишлинского (Rate-Dependent Generalized Prandtl–Ishlinskii Model с асимметричной линейной огибающей функцией, LRGPI). Для эффективного решения проблемы скоростной зависимости гистерезиса вводится дифференциальный член, расширяющий диапазон рабочих частот модели. Далее систематически строится пренаправляющая обратная модель LRGPI и проверяется эффективность компенсации гистерезиса; в конце разрабатывается комбинированный метод управления на основе обратной модели с пренаправлением, подавляющий влияние внешних помех. Моделирование показывает, что управление с пренаправляющей обратной моделью LRGPI повышает пропускную способность компенсации гистерезиса на 5,78% и 28,69% по сравнению с реинверсной моделью скоростно-зависимой обобщенной модели PI с тангенциальной огибающей (TRGPI) и моделью с кубической огибающей (CRGPI) соответственно. Контрольные эксперименты с компенсацией пренаправляющей обратной модели дополнительно показывают, что RMSE управления с LRGPI уменьшается на 62,7%, 23,2% и 26,4% по сравнению с обратными моделями PI, TRGPI и CRGPI, что свидетельствует о значительном превосходстве и надежности модели LRGPI в решении гистерезисного поведения PFSM.

пьезоэлектрическое быстродействующее зеркало;гистерезисные характеристики;зависимость от скорости;асимметричная огибающая функция;обобщенная модель Прандтля-Ишлинского;обратная компенсация;сложное управление