Preisach逆补偿的GMA精密轨迹跟踪与实验优化

摘要

针对超磁致伸缩执行器(GMA)的非线性迟滞,研究了开环条件下采用Preisach逆模型对参考轨迹实现精密跟踪的补偿方法.简要介绍了经典Preisach迟滞数值模型,详细推导了Preisach逆模型及其数值实现方法.采用FFT数字滤波方法对一阶回转下降曲线 (FOD)实验数据进行优化处理,同时结合拉各朗日双线性插值方法,提高了在同等离散水平下Preisach模型对GMA非线性迟滞的预测精度.在精密预测的基础上,通过Preisach逆模型实现了GMA对参考轨迹的精密跟踪.实验结果表明:在0～34 μm,跟踪误差由补偿前的-14.7%～+11.2%减小到-2.9%～+2.7%.此外,FFT滤波和双线性插值算法可以明显提高Preisach模型对GMA非线性迟滞的预测精度,基于Preisach数值逆模型的补偿算法可以有效消除由于GMA非线性迟滞造成的跟踪误差.实验同时指出,如果要进一步提高跟踪精度,还须结合反馈实现闭环控制.