压电陶瓷驱动器ECNLP动力学模型及其位移跟踪控制器的研究

摘要

针对压电陶瓷驱动器中存在的复杂非线性滞回动力学特性,首先建立了一种新型机电耦合非线性集总参数(Elec-tromechanical coupling nonhnear lumped-parameter,ECNLP)模型.该模型不仅能够准确、合理地刻画压电叠堆中的非线性滞回动、静态特性,而且充分考虑了驱动器中弹性和运动部件的动力学特性.基于此模型,利用微分几何的输入输出线性化原理,实现了该模型的精确线性化变换,并导出了相应的线性可控规范型子系统.根据该子系统,提出了一种基于LQ方法的压电陶瓷驱动器非线性位移跟踪控制系统,并进一步验证了余下内动态子系统的稳定性.最后,通过仿真计算检验了系统的控制效果.