压电陶瓷微位移器件控制模型的研究

曲东升; 荣伟彬; 孙立宁; 徐晶; 蔡鹤皋

doi:null

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

压电陶瓷微位移器件控制模型的研究

论文 | 更新时间：2020-08-12

- 压电陶瓷微位移器件控制模型的研究
- Research on the control model of piezoelectric micropositioning actuator
- 光学精密工程 2002年10卷第6期页码：602-607
- 作者机构：
  
  哈尔滨工业大学, 机器人研究所,黑龙江哈尔滨,150001
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  哈尔滨工业大学跨学科交叉性研究基金资助项目(HIT.MD.2001.07)()
- DOI：
  中图分类号： TP224
- 收稿日期：2002-04-17，
  
  修回日期：2002-10-25，
  
  网络出版日期：2002-12-15，
  
  纸质出版日期：2002-12-15
- 稿件说明：
移动端阅览
曲东升, 荣伟彬, 孙立宁, 徐晶, 蔡鹤皋. 压电陶瓷微位移器件控制模型的研究[J]. 光学精密工程, 2002,(6): 602-607

QU Dong-sheng, RONG Wei-bin, SUN Li-ning, XU Jing, CAI He-gao. Research on the control model of piezoelectric micropositioning actuator[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2002,(6): 602-607
曲东升, 荣伟彬, 孙立宁, 徐晶, 蔡鹤皋. 压电陶瓷微位移器件控制模型的研究[J]. 光学精密工程, 2002,(6): 602-607 DOI：

QU Dong-sheng, RONG Wei-bin, SUN Li-ning, XU Jing, CAI He-gao. Research on the control model of piezoelectric micropositioning actuator[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2002,(6): 602-607 DOI：

摘要

从不同角度介绍了压电陶瓷微位移器件的两种控制模型.首先

借助于统计物理学分析

结合数学建模方法

建立了一个简单实用的压电陶瓷的迟滞数学模型.其次

借助于弹性体变形理论

介绍了压电/电致伸缩陶瓷的归一化控制模型

从理论上说明了采用电极化强度的方法可以有效减小迟滞的观点.并设计了两种实验系统

对两种控制模型进行了实验验证

实验结果表明

所建立的两种模型可有效减小压电陶瓷的迟滞非线性误差

提高压电陶瓷微位移的控制精度

有助于实现压电陶瓷驱动器的高精度开环微位移控制.

Abstract

Two control models for piezoelectric actuators are introduced from different angles. Firstly

by means of statistic physical analysis

a simple and practical mathematic formula describing the hysteresis of a piezoelectric actuator built by a mathematic modeling method. Then

based on elastic deformation theory

a normalization model of piezoelectric/electrostrictive effect is introduced. Accordingly

the viewpoint that hysteresis can be greatly reduced by polarization control method was proved theoretically. Two experimental systems were designed and two control models tested

respectively. Some experimental results show that the models are effective in decreasing the error arising from nonlinear hysteresis. In this way the micropositioning control accuracy of piezoelectric actuators can be improved. As a result

the research is helpful to realize high precision open loop micropositioning controls based on piezoelectric actuators.

关键词

Keywords

references

Sun L N, Zhang T, Cai H G. Study of micro/nano positioning system[A]. Proceeding of the 2nd Asia-Europe Congress on Mechatronics[C]. Kitakyushu, Fukuoka, Japan, 1998:486-490.

Galinaitis W S, Rogers R C. Compensation for hysteresis using bivariate preisach models[J]. SPIE, 1997, 3039:538-547.

Venkataraman R, Krishnaprasad P S. A novel algorithm for the invention of the preisach operator[J]. SPIE, 2000, 3984:404-414.

Ge P, Jouaneh M. Tracking control of a piezoceramic actuator[J]. IEEE Transactions on Control System Technology, 1996, 4(3):209-216.

Leigh T, Zimmerman D. An implicit method for the nolinear modeling and simulation of piezoceramic actuators displaying hysteresis[J]. Smart Structures and Material, 1991,AMD-123:57-63.

张治国, 高红.磁滞回线的小数指数幂曲线近似法[J].东北电力技术,1996, (3):27-31.

杜正春, 李春梅, 颜景平.非线性迟滞现象的广义模型及其在压电微作动器中的应用[J].仪器仪表学报.1999,20(4):32-34.

姜风春, 刘端堂.循环滞回能的瞬态响应及数学模型[J].哈尔滨船舶工程学院学报,1994,15(3):65-71.

张涛, 孙立宁, 蔡鹤皋. 压电陶瓷基本特性研究[J].光学精密工程, 1998,6(5):26-32.

浏览量

586

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

压电驱动器迟滞非线性的分数阶建模及实验验证

基于分段弧形永磁同步电机的4 m望远镜控制系统

压电陶瓷驱动器的迟滞特性

压电式快速控制反射镜的迟滞特性及线性化

压电驱动器的开闭环迭代学习控制