东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (8): 1158-1162.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.08.019

• 机械工程 • 上一篇    下一篇

基于复合ADRC的压电陶瓷驱动器自适应控制

高金海， 郝丽娜， 项超群， 祁紫轩   

  1. (东北大学 机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳110819)
  • 收稿日期:2017-04-26 修回日期:2017-04-26 出版日期:2018-08-15 发布日期:2018-09-12
  • 通讯作者: 高金海
  • 作者简介:高金海(1989-)， 男， 山东潍坊人， 东北大学博士研究生； 郝丽娜(1968-)， 女， 辽宁庄河人， 东北大学教授，博士生导师.冯明杰(1971-)， 男， 河南禹州人， 东北大学副教授; 王恩刚(1962-)， 男， 辽宁沈阳人， 东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61573093， U1613205) .国家自然科学基金资助项目(51171041).

Adaptive Control of Piezoelectric Ceramic Actuator with Composite ADRC

GAO Jin-hai， HAO Li-na， XIANG Chao-qun， QI Zi-xuan   

  1. School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.
  • Received:2017-04-26 Revised:2017-04-26 Online:2018-08-15 Published:2018-09-12
  • Contact: HAO Li-na
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摘要： 针对压电陶瓷驱动器固有的迟滞现象对其定位控制精度的影响问题，提出将自抗扰控制(ADRC)与改进Preisach逆模型相结合的控制方案.以模型输入、输出迟滞环的线性度为标准，目的是提高微动工作台的定位精度，从而提高微操作效率和成功率.为了验证所提出控制策略的有效性，通过无控制方法、改进逆Preisach控制方法、复合PID方法、ADRC控制和复合ADRC控制实验，得出所选用压电陶瓷驱动器的迟滞环比重分别为12.3%，5.8%，4.7%，2.5%，1.4%.不同控制方案所得实验结果证明，ADRC与迟滞逆模型相结合的控制方案具有良好的控制性能.

关键词: 压电陶瓷, 非线性, 迟滞环, 自抗扰控制, Preisach模型

Abstract: To eliminate the influence of the inherent hysteresis phenomenon of the piezoelectric ceramic actuator， a control scheme based on the combination of the active disturbance rejection control (ADRC) and the improved Preisach model is proposed. Taking the linearity of hysteresis loop of the model’s input and output as a criterion， the model is used to improve the positioning accuracy of the piezoelectric， thus improving the operating efficiency and success rate in bio manipulation. Through the experiments of different control schemes， the proportion of hysteresis loop is about 12.3% (no control)， 5.8% (improved inverse Preisach control)， 4.7% (composite PID)， 2.5% (ADRC)， 1.4% (composite ADRC). The experimental results comparisons prove that the control scheme proposed has good performance.

Key words: piezoelectric ceramic, nonlinearity, hysteresis loop, ADRC, Preisach model

中图分类号: