基于阈值优化的压电微动平台迟滞模型

为减少PI迟滞模型的无效算子数,进而提高模型的运算速度,采用阈值优化法来改进PI迟滞模型。采用PI迟滞模型拟合被描述对象的实测曲线时,实测曲线在各阈值点处的斜率可用该点处迟滞算子的权重和来表达,该权重和越接近该点曲线的斜率,PI迟滞模型的精度就越高。这样便可在保证模型精度满足要求并使其在各阈值点处相同的情况下,对模型的阈值进行优化,进而减少模型的算子数。根据测得的最大实测升程曲线,基于阈值优化法,建立了压电微动平台的迟滞模型。实验结果表明,所建模型算子数仅为7个,且不含无效算子;在0~15.94μm的位移范围内,所建模型的误差变化范围为0.23~0.40μm,即1.4%~2.5%。所建模型可较好地描述压电微动平台的迟滞非线性。     

串联死区算子的压电微夹钳PI迟滞模型

针对Prandtl-Ishlinskii(PI)模型要求被描述对象的初载曲线为凸函数,且模型与其逆模型都应关于算子中心对称的不足,通过引入死区算子对PI模型进行改进,以使其更好地描述具有非凸、非奇对称的压电陶瓷材料的迟滞特性。基于实测的压电微夹钳初载曲线,采用等分阈值方式,并通过使改进PI模型与实测初载曲线间的误差函数为最小,辨识出改进PI模型的参数,建立了压电微夹钳的迟滞模型。实验结果表明,在微夹钳15.2μm的最大位移范围内,模型误差的变化范围为-0.310~0.156μm,所建模型能很好地描述压电微夹钳的迟滞特性。     

采用变间隔阈值PI模型的压电平台前馈控制

为提高压电微动平台在运动过程中的定位精度,设计前馈控制器来控制平台输出位移。首先,根据压电微动平台迟滞曲线的特点,在不降低模型精度要求的前提下,对迟滞曲线非线性较大区域进行细密划分,对线性较好区域进行稀疏划分,进而建立了变间隔阈值的平台Prandtl-Ishilinskii(PI)迟滞模型;接着,通过对所建平台迟滞模型求逆,给出了平台的前馈控制算法;最后,将所设计的前馈控制器作用于平台,对其进行了实际控制。结果表明,在4μm的目标阶跃激励下,平台的响应时间为0.01s,无超调,稳态误差中线从无控制时的0.4~0.5μm减小为0~0.2μm;在最大值为20.7μm的幅值衰减三角波输入作用下,平台定位误差中线的最大正负差值从无控制时的3.82μm减小到1.15μm。所设计的控制器可有效减小压电微动平台的迟滞误差。     

压电微夹钳的迟滞及蠕变补偿

为提高压电微夹钳的操作精度,对其迟滞及蠕变误差进行补偿。基于压电材料迟滞曲线的非对称性,为提高微夹钳迟滞模型的精度,采用升回程分别建模的方法,建立了微夹钳的Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,对迟滞误差进行了补偿。在综合考虑模型简单且具有较高精度的前提下,采用二阶惯性环节建立了微夹钳的蠕变模型,设计出无需求蠕变逆模型的补偿器,对蠕变误差进行了补偿。实验结果表明,在最大位移为120μm时,钳指位移的迟滞误差由补偿前的-11.8～10.7μm减小为-1.7～1.0μm;在900 s作用时间内,钳指位移的蠕变由补偿前的4μm几乎减小为0。     

基于率相关迟滞模型的压电微动平台前馈控制

为了降低压电微动平台的动态迟滞误差对平台定位精度的影响,该文设计了基于率相关迟滞逆模型的前馈控制器对其进行迟滞补偿。首先,在对平台受力分析和运动分析的基础上建立平台的动力学模型;其次,在经典Prandtl-Ishilinskii(PI)模型的基础上加以改造,得到Modified Prandtl-Ishilinskii(MPI)模型,并将MPI模型与平台的线性动力学模型串联,得到分离式率相关MPI模型,进而基于率相关MPI逆模型建立平台的前馈控制器;最后,对所设计的控制器进行阶跃响应和正弦轨迹跟踪实验。实验结果表明,所设计的控制器具有较好的定位精度与跟踪性能,可以有效地补偿压电微动平台的动态迟滞误差。     

压电陶瓷位移平台的复合控制方法研究

针对压电陶瓷(PZT)位移平台因迟滞特性而降低系统定位精度的问题,该文采用了一种带有前馈补偿的复合型控制方法。首先建立前馈模型,提出了一种分段式Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型,并对所建平台迟滞模型求逆,其建模误差率在0.7%内;然后针对闭环回路设计了串联比例-积分(PI)模拟电路、滤波电路和检测电路,进一步提高了控制系统的响应速度和控制精度。实验结果表明,压电陶瓷位移平台在频率为100 Hz,行程为0~140 μm的情况下,基于前馈补偿的复合控制系统的平均绝对误差为0.039 μm,最大误差为0.16 μm;与仅有前馈控制相比,其控制精度提高了73.76%。     

基于PI迟滞模型的压电陶瓷复合控制算法研究

为减小压电陶瓷的迟滞非线性对系统跟踪精度的影响,该文采用经典的存在逆解析的PI迟滞模型对压电陶瓷的迟滞特性进行建模,将PI模型的逆模型用于压电陶瓷的前馈控制算法中,然后设计了神经元比例、积分、微分(PID)反馈控制算法,将前馈控制算法与神经元PID反馈控制算法结合得到了压电陶瓷的复合控制算法。将仅含前馈的控制算法和复合控制算法在压电陶瓷的控制器上执行,实验结果表明,仅含前馈的控制算法的跟踪误差为1.256μm,而复合控制算法的跟踪误差仅为0.092μm,该复合控制算法使跟踪精度提高了1.164μm。     

压电微操作器的混合灵敏度H∞控制

针对压电微操作器的迟滞非线性补偿问题,采用PrandtlIshlinskii(PI)法建立了描述微操作器迟滞非线性特性的迟滞模型,并设计其前馈控制器。首先通过将系统逆补偿输出线性化,设计混合灵敏度H_∞控制器,使系统具有较好的动静态特性。其次搭建了由多自由度微动平台和末端柔性操作臂构成的压电微操作器系统,并进行一系列测控实验。结果表明,基于PI逆模型的前馈控制可以较好地补偿压电微操作器的迟滞非线性,在最大输出位移125 μm的情况下,最大迟滞非线性率由21.7%降低至7.4%。同时混合灵敏度H_∞控制能以较小的相对控制误差实现对不同类型和频率的参考轨迹跟踪,甚至微操作器动力学参数发生变化时,仍然具有较好的控制效果,证实了所提出控制器的可行性。     

压电偏摆台的复合控制

由于压电陶瓷具有迟滞效应,为了更好地控制压电偏摆台,减少迟滞效应对控制系统的影响,首先通过坐标变换对偏摆台建立了Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型,然后求解其逆模型,并设计前馈控制器,使输入、输出角度间具有较好的线性关系。最后在此基础上进行比例-积分-微分(PID)反馈控制,构成复合控制系统,大幅度提高了定位精度。实验结果表明,最大定位误差为2.2μrad,具有良好的控制效果。     

压电驱动器的率相关迟滞特性建模与测试

该文提出了一种与速率相关的Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型来表征压电驱动器的速率相关迟滞非线性。该模型基于双边Play算子的经典P-I模型,引入多项式修正其中心对称性。在此基础上将驱动电压升降速率引入模型参数中,用以描述其率相关性。测试压电驱动器的率相关迟滞特性,采用最小二乘算法对模型参数进行辨识。结果表明,在速率为0.12～6 V/ms内最大误差为0.076～0.190μm,均方根误差为0.044～0.077μm,相对误差为1.2%～3.2%,验证了所建模型的准确性。     

电信运营商企业级数据模型设计与应用

首先从纯理论角度介绍了数据模型的概念模型、逻辑模型和物理模型;然后介绍了运营商的数据模型架构、企业级模型的定位和作用以及系统级模型的定位和作用;最后从用户需求、工程立项、开发设计及上线实施4个环节详细阐述了企业级模型的应用。     

LDMOSFET电热耦合解析模型

建立了包含电热耦合相互作用的大信号非线性射频LDMOSFET解析模型—Agereelectro-thermal transistor(AET)模型,包括:模型的拓扑图、等热和脉冲器件测试表征系统、模型参数的提取过程。在Agilent的电子设计工具软件ADS中植入和实现了该模型,并将其应用于实际射频功率放大器的设计,通过测量验证了该模型的正确。     

互联网流量与两个相关模型

由于互联网具有多构性、突发连续性和自相似性等特征,使得用传统模型进行的排队分析、性能估计与实际网络有较大差距。本文介绍了两种互联网流量模型:AR IMA模型,FAR IMA模型,讨论了它们的适用范围、模型数学定义,描述了参数定阶推导等相关问题。     

光因特网互联模型研究与演进

光因特网是能提供高带宽的下一代因特网,对其互联模型的研究是目前光因特网研究中的一个热点.文章分析了互联模型由重叠模型向对等模型演进的基本趋势,并在对比固有的3种互联模型--对等模型、重叠模型及增强模型的基础上,提出了一种新的演化模型--混合模型,这种模型能够支持对等模型与重叠模型的共存,文章对其实现的原理与机制进行了论述.     

面向密集城区网络的覆盖预测模型的应用研究

在目前密集城区CDMA无线网络日趋复杂的情况下,如何使覆盖预测与网络实际充分拟合,发挥射频仿真工具在网络优化中的作用,是一个十分值得探讨的课题。本文从密集城区的CDMA无线网络入手,分别选取了统计型模型的Okumura-Hata模型和确定性模型的3D射线跟踪模型进行研究,分析了两种模型在密集城区场景下的差异,最终在实践的基础上提出了面向密集城区的覆盖预测模型的选取方案。     

基于全局背景模型和辅助模型的说话人确认系统的研究

大多数说话人确认系统都设置一个背景模型用于描述假冒者的特性。文中提出一种新的说话人确认背景模型,对所有说话人采用同一全局背景模型（UBM）,并为每个说话人建立一个竞争者模型（cohort model）和一个疏远者模型（c-cohort model）。在全局背景模型不能做出准确判断的情况下,启用竞争者模型或疏远者模型再次进行判决。该模型充分利用了相近者模型和疏远者模型的特性。实验表明新的背景模型使系统性能有明显的提高。     

一个适用于数值计算的金属色散模型分析研究

金属色散模型对数值模拟金属光学特性起至关重 要的作用。本文简单分析常见色散模 型与复杂色散 模型之间的关系,并利用MATLAB非线性拟合方法对Au、Ag常见的色散模型进行了分析,给出 在 180～2000nm波段内拟合结果。结果表明,Deb ye模型不适用于金属材料,Lorentz模型适合描述长波段金 属介电特性,Drude模型在600～2000nm可以描 述金属介电特性,而简单明确的Drude-Lor entz模型在180～2000nm波段能很好的拟合金 属介电特性。所得结果利用Mie散射理论得到验证。     

高速电路设计与库模型应用的研究

通过对TSMC 0．18μm CMOS工艺库模型的分析，电路仿真结果比较以及实际限幅放大器电路流片测试结果的验证比较，提出在深亚微米工艺中，大信号高速电路的设计适宜选用混合信号管进行。     

基于概率主题模型的文档聚类

 为了实现普通文本语料库和数字图书语料库的有效聚类,分别提出基于传统LDA(Latent Dirichlet Allocation)模型和TC_LDA模型的聚类算法.TC_LDA模型在LDA模型基础上进行扩展,通过对图书文档的目录和正文信息联合进行主题建模.和传统方法不同,基于主题模型的聚类算法能将具备同一主题的文档聚为一类.实验结果表明从主题分析角度出发实现的聚类算法优于传统的聚类算法.     

一种提取 Statz MESFET 非线性电容模型参数的方法

文章提出一种Ｓｔａｔｚ ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ非线性电容模型参数的简单方法。它基于逐点拟合和综合拟合法,并以小信号模型数据分布在电容电压特性曲线的三个区为判据,判定提取的电容模型参数的正确性。计算表明,对偏置的电容Ｃｇｘ和Ｃｇｄ数据情况,提取Ｓｔａｔｚ非线性电容模型参数较适用。