| 压电微夹钳的位移自感知反馈复合控制* |
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| 引用本文： | 崔玉国,蔡成波,娄军强,薛飞,郑军辉. 压电微夹钳的位移自感知反馈复合控制*[J]. 仪器仪表学报, 2016, 37(2): 330-338 |
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| 作者姓名： | 崔玉国 蔡成波 娄军强 薛飞 郑军辉 |
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| 作者单位： | 宁波大学机械工程与力学学院宁波315211,宁波大学机械工程与力学学院宁波315211,宁波大学机械工程与力学学院宁波315211,宁波大学机械工程与力学学院宁波315211,宁波大学机械工程与力学学院宁波315211 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51175271)、浙江省高等学校中青年学科带头人学术攀登计划(pd2013091)项目资助 |
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| 摘 要： | 采用自感知方法获取压电微夹钳钳指位移,构成自感知反馈复合控制系统。根据反映钳指位移、表面电荷、夹持力、驱动电压之间关系的压电悬臂梁Smits方程,提出了基于电流积分的钳指位移自感知方法;引入死区算子对传统PI模型进行改进,建立了压电微夹钳钳指位移的迟滞模型;以对偏差的抛物线积分、对输出的先行微分分别代替常规PID控制器中的积分项和微分项,设计出了压电微夹钳的改进PID反馈控制器;将前馈控制器与PID反馈控制器相结合,并采用自感知反馈方式,设计出了压电微夹钳的闭环控制系统。实验结果表明:在自感知反馈复合控制作用下,压电微夹钳对5μm阶跃参考位移的响应时间为0.24 s,若不考虑噪声影响,稳态误差几乎为零;在最大位移为14.7μm的变幅值三角波参考位移以及最大位移为14.1μm的任意波形参考位移作用下,压电微夹钳的自感知反馈复合控制亦可取得良好的控制效果,其稳态误差中线在-0.02~0.04μm之间变化。自感知反馈控制的实验结果与传感器反馈控制基本相同,从而表明压电微夹钳的自感知反馈控制是有效的。
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| 关 键 词： | 压电微夹钳；自感知反馈；迟滞模型；前馈控制；PID反馈控制；复合控制 |
Displacement compound control of piezoelectric micro gripper using self sensing feedback |
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| Cui Yuguo,Cai Chengbo,Lou Junqiang,Xue Fei and Zheng Junhui. Displacement compound control of piezoelectric micro gripper using self sensing feedback[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2016, 37(2): 330-338 |
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| Authors: | Cui Yuguo Cai Chengbo Lou Junqiang Xue Fei Zheng Junhui |
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| Affiliation: | Faculty of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo 315211, China,Faculty of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo 315211, China,Faculty of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo 315211, China,Faculty of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo 315211, China and Faculty of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo 315211, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | piezoelectric micro gripper self sensing feedback hysteresis model feedforward control PID feedback control compound control |
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