导读:本文包含了迟滞非线性控制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:压电陶瓷,迟滞非线性,Duhem模型,递推最小二乘法
迟滞非线性控制论文文献综述
徐子睿,许素安,富雅琼,洪凯星,徐红伟[1]（2019）在《基于Duhem前馈逆补偿的压电陶瓷迟滞非线性自适应滑模控制》一文中研究指出针对压电陶瓷的动态迟滞非线性,研究了基于Duhem逆模型前馈补偿的滑模自适应控制策略。首先,利用多项式逼近Duhem模型中的未知分段函数f(.)和g(.),采用递推最小二乘法进行系统辨识,并求取逆模型,将其作为前馈控制器。考虑压电陶瓷迟滞非线性随输入信号频率变化,且难以完全抵消,模型参数存在不确定性等问题,设计一种自适应滑模控制律,利用Lyapunov稳定性定理及仿真实验证明了该控制律可以使系统全局渐进稳定。最后,进行了压电陶瓷迟滞补偿实验和位移跟踪实验。实验结果表明,前馈逆补偿控制下的压电陶瓷位移迟滞量减小了96.1%。与直接控制相比,前馈逆补偿控制下位移跟踪的最大绝对误差减小了27.0%,平均绝对值误差减小了17.9%,具有更好的跟踪精度和动态性能。(本文来源于《传感技术学报》期刊2019年08期）
刘鑫,李新阳,杜睿[2]（2019）在《压电陶瓷驱动器迟滞非线性建模及逆补偿控制》一文中研究指出自适应光学系统中的倾斜镜、变形镜通常是应用压电陶瓷驱动器来进行精密位移控制,但压电陶瓷驱动器都有较大的非线性迟滞效应,对系统定位性能造成了一定的影响。为了补偿迟滞现象,需要对迟滞效应进行建模。本文通过引入迟滞算子,使用贝叶斯正则化训练算法训练BP神经网络来构建压电陶瓷驱动器迟滞模型,以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电陶瓷驱动器为对象开展了实验研究。实验结果表明,通过BP神经网络构建的压电陶瓷驱动器迟滞模型具有较准确的辨识能力,其中正模型的相对误差为0.0127,逆模型的相对误差为0.014。利用所建立的模型,压电陶瓷驱动器的非线性度从14.6%降低到了1.43%。(本文来源于《光电工程》期刊2019年08期）
丁野[3]（2019）在《压电驱动器迟滞非线性建模及控制方法研究》一文中研究指出由中国科学院发起的空间“太极计划”是我国自主空间引力波探测方案。压电驱动材料因为其具有无磁性和无铁磁性、分辨率高、刚度大、体积小、功率低、响应速度快等优点,被应用在对测试质量的锁紧、捕获和释放。但是压电材料也有很多问题需要解决,其中压电驱动材料的迟滞非线性对于系统的控制精度影响最为显着。本文针对压电驱动器迟滞非线性的特性,提出基于MPI模型的自适应逆补偿和带衰减因子优化的PI控制相结合的复合控制算法,并利用MATLAB进行建模和仿真,为补偿压电驱动器的迟滞非线性奠定了理论基础。本文的研究内容主要有:1、调研了压电驱动器迟滞非线性建模的研究现状和建模方法,压电驱动器的分类和控制方法,找出其规律和特征,并在理论以及前人经验基础上判定PI模型能够很好的描述压电驱动器的迟滞非线性。2、搭建了适用于快反镜的迟滞非线性模型,研究了经典的PI模型以及改造后的MPI模型,MPI模型可以弥补PI模型不能描述迟滞环非凸、非奇对称的缺点。通过实验进行数据采集,发现建立的MPI模型与实际迟滞曲线之间的均方根误差在0.0344mrad以内,相对误差在7.03%以内,建立的模型精确性较好。3、将基于MPI模型的自适应逆补偿控制应用到系统迟滞非线性的补偿上。通过仿真发现,自适应逆补偿将系统的迟滞率从19.68%降至5.16%以下,降低了72%。自适应逆控制算法对于压电驱动器的迟滞非线性具有良好的补偿效果。4、在自适应逆补偿控制的基础上增加了带衰减因子的PI控制,并和前馈逆补偿控制、传统PID控制进行了对比。这种复合控制因为加入了PI控制可以提高自适应逆控制的控制效果、减小误差、降低迟滞率,又比普通PI控制多了衰减因子进行积分优化,降低系统反应超调,与补偿前相比较,复合算法将迟滞率从19%降至0.03%,降低了99%以上,可见补偿效果得到了明显的提升。本文的研究工作通过建立压电驱动器的迟滞非线性模型,并对其进行有效地补偿,减小迟滞非线性效应的负面影响。通过理论分析和仿真测试证明,所应用的算法能够有效改善压电驱动器迟滞非线性,为压电驱动材料在“太极计划”中的应用提供了有效的理论保证。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01）
冯阳阳[4]（2019）在《压电陶瓷驱动的微定位平台迟滞非线性的建模与控制》一文中研究指出压电陶瓷驱动的微定位平台具有低耗能、驱动力大、定位精度高、响应速度快等优点,目前被广泛应用于高精度微纳米级加工制造领域中。但是由于压电陶瓷本身存在率相关迟滞特性,会严重降低系统控制精度,甚至造成系统的不稳定,限制了其应用领域。研究如何消除压电陶瓷率相关迟滞特性的影响,具有重要的意义。基于Matlab/Simulink实时工作空间(RTW)与北京研华公司的PCI-1710数据采集卡,在实验室搭建了快速控制原型的半实物实验平台,实验平台用来实现实验数据采集以及控制算法的验证。基于搭建的快速控制原型实验平台,建立了控制对象Hammerstein模型。Hammerstein模型由一个静态非线性函数串联一个线性动态模块组成,静态非线性部分采用Bouc-Wen模型,其参数通过粒子群算法进行辨识,辨识结果显示在低频段时Bouc-Wen模型能够很好的模拟实际控制对象。将Hammerstein模型的线性动态部分等效为一个线性二阶系统,其参数通过Matlab辨识工具箱获得。将建立的Hammerstein率相关迟滞模型仿真结果与实验结果进行对比可以看出所建的模型能够很好描述实际控制对象的迟滞特性。为了消除压电陶瓷驱动的微定位平台的迟滞特性,采用了前馈与反馈的复合控制方式。前馈控制器采用的是Bouc-Wen模型的逆模型,由于前馈控制对于干扰和模型的参数变化极其灵敏,很容易受到扰动的影响,设计了H_∞反馈控制器抑制这些扰动的影响。实验结果表明所设计的前馈反馈的复合控制方式能够很好的跟踪任意频率的参考输入信号。消除迟滞另一种控制策略为迟滞线性化控制对象,构造迟滞补偿器将其串联在压电微定位平台的前端,从而线性化控制对象。设计的迟滞补偿器为Bouc-Wen的逆模型,迟滞补偿器串联在控制对象前端从而线性化控制对象,线性化的控制对象等效为一个线性时不变二阶系统。考虑逆补偿误差和建模误差,设计了基于扰动观测器的滑模控制策略。扰动观测器采用的是非线性扩张状态观测器,相比于线性扩张状态观测器具有更高的估计精度。为了克服传统滑模控制收敛速度慢,抖振严重的缺点,采用了非奇异快速终端滑模面,趋近律采用了一种含有扰动补偿的快速幂次趋近律,从而使得设计的控制器是连续非奇异的。实验结果显示非奇异快速终端滑模控制相对于传统的滑模控制,对单一频率和复合频率的参考输入信号能够获得更好的跟踪效果。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
潘云凤[5]（2019）在《压电陶瓷执行器迟滞非线性系统的辨识及控制算法研究》一文中研究指出以压电陶瓷作为位移检测传感器的微执行器具有体积小、能耗低、定位准确等优点,但其固有的迟滞特性,使得它难以在超精密定位系统中完全发挥作用。与宏执行器相比,压电陶瓷材料的微执行器行程短、控制方案复杂。这使得对压电陶瓷执行器的迟滞特性进行精确建模,并设计简洁的控制方案,成为了学术界及工业界亟待解决的问题。智能算法作为新兴的研究策略,以其高效性、健壮性、自适应性,在建模和控制领域逐渐发挥作用。本文基于智能算法,在迟滞非线性系统辨识与控制方法方面展开研究。具体研究内容如下:(1)提出了一种基于Hammerstein系统的两阶段辨识方法,用于含有迟滞非线性的压电陶瓷执行器的建模。第一阶段是采用一种preisach类迟滞算子,将迟滞的多值映射转为单值映射。再结合等距映射法将多维迟滞数据映射到低维空间。然后将经处理的低频数据输入改进的极限学习机进行训练,得到静态迟滞模型参数;第二阶段是把经过同样处理的高频迟滞数据输入参数已知的极限学习机模型,得到Hammerstein模型的中间变量。再用自回归各态历经(Autoregressive Exogenous,ARX)模型建立动态线性部分的模型,采用递推最小二乘法得到模型的动态参数,实验结果证明了该辨识方法的可行性。(2)提出了一种基于Backlash描述函数算子的辨识方法,用于精密定位系统中压电陶瓷执行器的迟滞非线性特性建模。该方法引入了一个新颖的Backlash描述函数迟滞算子来描述迟滞非线性的轮廓,并利用扩展的输入空间方法将迟滞特性的多值映射转换为单值映射。采用引力搜索算法优化支持向量回归机,建立了静态模型。基于ARX模型表征率相关迟滞环,进而建立Hammerstein级联模型。对实际的精密定位系统采集了数据进行测试,通过电容传感器获取压电陶瓷执行器在给定电压下的位移值,进行了模型验证。测试结果表明,基于本文方法所建模型精度高,辨识过程简便且易于工程实现。(3)针对含有迟滞非线性的压电陶瓷执行器的控制问题,考虑一类具有输入饱和非线性的迟滞非线性系统,提出了一种反演预设性能控制方法。采用能分离出扰动项的Backlash-Like微分方程模型来表征系统中的迟滞非线性,结合神经网络算法逼近该迟滞模型解耦的扰动项,通过改进的预设性能函数和误差变换方法建立系统等效误差模型,设计反演预设性能控制器;而输入受限问题则单独设计辅助抗饱和补偿器来解决。基于李雅普诺夫稳定理论进行了稳定性分析,并仿真验证了该控制方法的可行性。(本文来源于《浙江理工大学》期刊2019-03-06）
张泉,尹达一,魏传新[6]（2019）在《大口径压电快摆镜机构迟滞非线性补偿与控制》一文中研究指出为了提高空间天文望远镜精密稳像系统中大口径压电快摆镜机构(Fast Steering Mirror,FSM)的控制精度,采用迟滞前馈补偿和最优PID控制算法相结合的复合控制策略。针对基于广义Play算子的Prandtl-Ishlinskii (PI)模型可逆性受约束条件限制以及求逆过程中模型参数估计误差累加的问题,提出了一种基于广义Stop算子的PI逆模型进行压电执行器(Piezoelectric Actuator, PZT)迟滞补偿。针对逆迟滞模型的不确定性和直接前馈控制抗干扰能力差的问题,在控制系统中加入最优PID闭环控制器。采用自适应差分进化算法(Adaptive Differential Evolution, ADE)对迟滞逆模型参数和PID控制器参数进行寻优并引入混沌搜索机制来提高ADE算法的性能。实验结果表明:与传统PI模型解析求逆方法相比,基于广义Stop算子的PI逆模型能够更好描述逆迟滞曲线,拟合频率为1 Hz的迟滞曲线,拟合精度提高78.04%;实时跟踪频率分别为1、10、20 Hz的大口径快摆机构目标摆动位移,复合控制策略的跟踪精度相比于直接前馈控制分别提高了38.56%,22.92%和13.5%。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年02期）
赵天,杨智春,刘昊,Kassem,MOHAMMED,王巍[7]（2018）在《压电陶瓷迭层作动器迟滞蠕变非线性自适应混合补偿控制方法》一文中研究指出压电陶瓷迭层作动器的迟滞蠕变非线性特性严重影响了控制系统的稳定性及动态跟踪精度。针对其迟滞蠕变非线性补偿控制问题,提出了一种高精度动态补偿压电陶瓷迭层作动器非线性特性的自适应混合补偿控制方法,即迟滞蠕变前馈补偿与自适应滤波反馈补偿结合的前馈-反馈混合控制方法。采用改进的Prandtl-Ishlinskii(Modified PrandtlIshlinskii,MPI)模型对压电陶瓷迭层作动器迟滞蠕变非线性特性进行精细化建模,并得到其逆补偿模型进行前馈补偿。根据前馈补偿误差,采用自适应滤波反馈控制对输入信号进行实时调控,实现对压电陶瓷迭层作动器的迟滞非线性及lg(t)型蠕变特性的实时精确补偿控制。数值仿真与实验结果表明,相比于常规前馈迟滞蠕变补偿,所提出的自适应混合补偿控制方法可以有效降低压电陶瓷迭层作动器的迟滞补偿误差,极大提高了迟滞蠕变非线性动态跟踪精度以及自适应性。(本文来源于《航空学报》期刊2018年12期）
余胜东,马金玉,陈大路,康升征[8]（2018）在《一类含未知非线性迟滞的智能压电作动器鲁棒有限时间运动控制》一文中研究指出针对一类存在外界扰动、迟滞等时变不确定、非线性的压电作动器系统,提出了一种新的鲁棒控制策略。该控制器在快速非奇异终端滑模控制的基础上,引入时延估计技术,实现在线估计并补偿系统时变不确定量,而无需系统模型。采用鲁棒精密微分器实时估计速度及加速度信息,克服了实际中只有位移信号可测的不足。相比传统时延控制,所提的控制律采用非线性滑模面,保证跟踪误差能够有限时间收敛。最后利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性。理论分析及仿真结果表明,所提控制策略能够满足微/纳定位应用中的高精度鲁棒跟踪性能要求。(本文来源于《机械科学与技术》期刊2018年08期）
李志飞[9]（2018）在《压电陶瓷迟滞非线性建模及补偿控制方法的研究》一文中研究指出在纳米科技成为世界科技主流趋势的今天,压电陶瓷以其纳米级动作精度的特长在各领域的科学研究中贡献卓越。而压电陶瓷固有的迟滞非线性的缺陷越发成为限制其更广泛应用的阻碍,尤其是在精度要求很高的方面,国内外的专家学者们不断地研究能够解决迟滞非线性问题的控制策略,所有研究大致可以分为两方面:迟滞非线性建模和控制系统设计两方面。在建模方面,本文针对压电陶瓷迟滞非线性经典建模方法存在的关键问题,提出了一种基于压电陶瓷内部机理建模的方法。所建模型参数较少,易于研究,综合了压电陶瓷内部机理中各物理量间的函数关系,特别是对压电陶瓷的迟滞非线性特性的完整描述上,包括铁电性、率相关性、蠕变特性等,在本文仿真中都一一给出了验证。在控制系统设计方面,本文首先按照匹配理论求得了迟滞非线性模型对应的逆模型,设计了前馈逆补偿控制系统,系统仿真验证后,为了进一步提高控制精度,本文又设计了基于逆补偿的内模PI控制系统,仿真结果表明,所设计系统完成了对压电陶瓷驱动器的高精度控制,解决了以往控制系统中存在的不足。在实验验证方面,本文选用迭堆型压电陶瓷驱动器作为控制对象,搭建了以德国dSPACE1103为系统控制核心的实验平台。采集实验数据,调节系统参数,最终使得被控对象达到了高精度的线性输出。实验验证了本文提出的控制方法对实际的控制对象具有良好的稳定性和抗干扰性,可以有效减小压电陶瓷迟滞非线性的影响,从而达到对压电陶瓷对象的高精度定位跟踪控制目标。(本文来源于《太原科技大学》期刊2018-04-10）
楼爽[10]（2018）在《基于Bouc-Wen模型的迟滞非线性系统自适应控制》一文中研究指出随着科学领域的日益壮大,微定位系统已经成为现代尖端制造技术的重要部分,其定位精度已成为了相关领域的关键因素。在超精密定位平台上,比如压电陶瓷、记忆合金、磁滞伸缩材料等智能材料搭建成的执行器具有良好的控制精度且稳定性高,不过这些驱动器都存在着固有的迟滞特性,系统性能会受到影响。迟滞具有非平滑性、多映射性、记忆的非线性,可能引起系统振荡,降低控制精度,甚至成不稳定,所以为了消除迟滞带来的不良影响,对系统实现精准控制,对迟滞进行建模,并设计出有效的控制器具有重大的意义。本文的主要工作有:(1)基于Bouc-Wen模型的不确定迟滞非线性系统的控制器设计针对Bouc-Wen迟滞不确定非线性系统,提出一类自适应预设控制。采用Bouc-Wen模型来描述系统的迟滞特性,并确定出其上界值,引入预设性能概念,将输出误差约束在一定范围内,采用自适应律来处理不确定项,设计出的反步控制器消除迟滞带来的振荡和超调,结果显示输出能较好跟踪期望,满足预设性能。(2)输出受限的Bouc-Wen迟滞不确定非线性系统的控制器设计针对输出受限的Bouc-Wen迟滞非线性系统,以约束区间为定义域来构造Barrier Lyapunov Function(BLF),解决了系统输出受限问题,用自适应律来估计系统的不确定性,设计的反步控制器同时解决了迟滞和输出受限对动态系统的不良影响,从而实现对输出约束迟滞系统的有效控制。(3)未知控制方向的Bouc-Wen迟滞不确定非线性系统的控制器设计针对一类具有未知控制方向、未知常数和执行器非线性的Bouc-Wen迟滞系统,设计出自适应反步控制方案。采用Nussbaum函数来处理未知控制方向,采用误差变换来保证系统的预设性能,用自适应控制来减少非线性带来的振荡和超调。该方案中闭环系统的所有信号都有界,系统暂态和稳态的性能得以保证。(本文来源于《浙江理工大学》期刊2018-03-05）
迟滞非线性控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自适应光学系统中的倾斜镜、变形镜通常是应用压电陶瓷驱动器来进行精密位移控制,但压电陶瓷驱动器都有较大的非线性迟滞效应,对系统定位性能造成了一定的影响。为了补偿迟滞现象,需要对迟滞效应进行建模。本文通过引入迟滞算子,使用贝叶斯正则化训练算法训练BP神经网络来构建压电陶瓷驱动器迟滞模型,以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电陶瓷驱动器为对象开展了实验研究。实验结果表明,通过BP神经网络构建的压电陶瓷驱动器迟滞模型具有较准确的辨识能力,其中正模型的相对误差为0.0127,逆模型的相对误差为0.014。利用所建立的模型,压电陶瓷驱动器的非线性度从14.6%降低到了1.43%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
迟滞非线性控制论文参考文献
[1].徐子睿,许素安,富雅琼,洪凯星,徐红伟.基于Duhem前馈逆补偿的压电陶瓷迟滞非线性自适应滑模控制[J].传感技术学报.2019
[2].刘鑫,李新阳,杜睿.压电陶瓷驱动器迟滞非线性建模及逆补偿控制[J].光电工程.2019
[3].丁野.压电驱动器迟滞非线性建模及控制方法研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2019
[4].冯阳阳.压电陶瓷驱动的微定位平台迟滞非线性的建模与控制[D].吉林大学.2019
[5].潘云凤.压电陶瓷执行器迟滞非线性系统的辨识及控制算法研究[D].浙江理工大学.2019
[6].张泉,尹达一,魏传新.大口径压电快摆镜机构迟滞非线性补偿与控制[J].红外与激光工程.2019
[7].赵天,杨智春,刘昊,Kassem,MOHAMMED,王巍.压电陶瓷迭层作动器迟滞蠕变非线性自适应混合补偿控制方法[J].航空学报.2018
[8].余胜东,马金玉,陈大路,康升征.一类含未知非线性迟滞的智能压电作动器鲁棒有限时间运动控制[J].机械科学与技术.2018
[9].李志飞.压电陶瓷迟滞非线性建模及补偿控制方法的研究[D].太原科技大学.2018
[10].楼爽.基于Bouc-Wen模型的迟滞非线性系统自适应控制[D].浙江理工大学.2018