复合前馈补偿的超磁致伸缩执行器精密伺服控制

摘要

研究了一种内嵌超磁致伸缩执行器(GMA)的智能镗削装置,针对GMA迟滞非线性,给出了一种基于复合前馈补偿的精密伺服控制方法.简要介绍了经典Preisach迟滞数值模型的实现方法,给出了一种基于迭代的迟滞非线性补偿方法以避免直接求取Preisach逆模型.讨论了迭代算法的实现步骤,验证了算法的可行性.分析了异圆销孔的镗削加工特点,在迭代补偿的基础上设计了重复控制补偿器,并结合两种补偿方法,给出了一种基于复合前馈补偿的PID控制方法,最后通过实验检验了方法的有效性.实验结果表明:在开环情况下,所给的迭代算法可以将GMA的迟滞非线性由补偿前的-15.7%～+11.8%减小到-4.6%～+5.2%,而基于复合前馈补偿的PID控制则可将误差进一步减小到±1 μm以内.实验表明,迭代补偿算法是有效的,该算法在补偿迟滞非线性的同时可避免直接求取Preisach逆模型,而基于复合前馈补偿的PID控制方法还可进一步提高GMA的控制精度.