变应力下超磁致智能结构的高精定位控制  

Precise Position Control of Giant Magnetostrictive Smart Structures with Stress-depedent Hysteresis

作　　者：张臻[1] 刘杰[1] 毛剑琴[1] 

机构地区：[1]北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191

出　　处：《系统仿真学报》2011年第8期1668-1671,1676,共5页Journal of System Simulation

基　　金：国家自然科学基金(91016006)

摘　　要：超磁致作动器(GMA)以其高推力、大位移等优点作为超磁致智能结构(GMSS)的核心部件广泛应用于高精定位,振动主动控制等应用中。迟滞非线性特性是超磁致作动器的主要缺点,它不仅降低了控制精度,引起系统震荡,甚至导致系统不稳定,严重限制了超磁致作动器的应用。特别的,由于作用应力发生变化,而导致的超磁致作动器应力相关迟滞非线性特性在实际应用中必须加以考虑。根据实际情况,提出基于应力相关Prandtl-Ishlinskii(SDPI)模型的在线自适应迟滞逆补偿结合单神经元PID的控制方法,应用于具有应力相关迟滞非线性特性的超磁致智能结构的高精定位控制。仿真结果表明方法极大的提高了GMSS系统的动态响应品质。Giant Magnetostrictive Actuator（GMA） has been used in Giant Magnetostrictive Smart Structures（GMSS） for precise position,active vibration control with characteristics of high force and large displacement.Hysteresis nonlinearity is main drawback of GMA,which causes undesirable inaccuracies,oscillations,even instability to systems and restricts its potential application.Specially,Stress-Dependent hysteresis is encountered in Giant Magnetostrictive Actuator（GMA）,which means that the hysteresis nonlinearity of GMA depends on the stress applied on GMA.A control scheme consists of an adaptive inverse control based on Stress-Dependent Prandtl-Ishlinskii（SDPI） hysteresis model and a Single Neuron PID control for precise position of GMSS with Stress-Dependent Hysteresis.Simulation results show the scheme extremely improves the dynamic quality of GMSS.

关 键 词：超磁致作动器 超磁致智能结构 自适应迟滞逆补偿 单神经元PID 

分 类 号：TP18[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]