1.一種壓電驅(qū)動器的自適應(yīng)逆控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1、針對壓電驅(qū)動器的遲滯非線性關(guān)系,離線建立壓電驅(qū)動器的輸出位移與輸入電壓的非線性數(shù)學(xué)模型;
步驟2、根據(jù)建立的非線性數(shù)學(xué)模型,計算得壓電驅(qū)動器的逆模型,作為初始逆控制器來驅(qū)動壓電驅(qū)動器;
步驟3、壓電驅(qū)動器在線運行時,測量其實際輸出位移與輸入電壓;
步驟4、通過自適應(yīng)算法對模型參數(shù)進行在線辨識,獲得在線運行時的模型并計算其逆模型;
步驟5、根據(jù)計算所得逆模型參數(shù),替換壓電驅(qū)動器的控制器中原有參數(shù)進行在線更新。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動器的自適應(yīng)逆控制方法,其特征在于,步驟1中采用PI模型描述壓電驅(qū)動器遲滯非線性特性;
輸入信號v與輸出信號y之間的算子稱為Play算子,遞歸數(shù)學(xué)表達式為:
式中,v[k]和y[k]分別表示Play算子k時刻的輸入與輸出,r為Play算子的閥值;
對于多個不同閾值的Play算子進行線性加權(quán)疊加,得到PI遲滯模型輸出公式為:
式中,H表示壓電驅(qū)動器遲滯PI模型,n為選取的Play算子數(shù)量,權(quán)系數(shù)向量為閥值向量rT=(r1,…,rn),0=r1<…<rn<∞;Play算子的初始狀態(tài)向量y[0]T=(y1[0],…,yn[0])。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動器的自適應(yīng)逆控制方法,其特征在于,步驟2中PI逆模型表達式如下:
式中,H表示壓電驅(qū)動器遲滯PI模型,為遲滯PI逆模型估計。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動器的自適應(yīng)逆控制方法,其特征在于,步驟4中采用自適應(yīng)投影算法對PI模型權(quán)向量進行在線辨識,具體過程為:
設(shè)壓電驅(qū)動器輸入電壓范圍為[vmin,vmax],輸出位移范圍為[ymin,ymax];輸入電壓采用數(shù)字控制,k-1時刻輸入電壓v[k-1]與k時刻輸入電壓v[k]為單調(diào)變化,故k時刻PI模型輸出表示為:
式中,為k時刻n個Play算子輸出向量,w*為PI模型的權(quán)系數(shù)向量,為k時刻w*的估計,為k時刻PI模型的預(yù)測輸出。
參數(shù)更新規(guī)律為:
式中0<γ<2為可調(diào)常數(shù),為保證PI模型的權(quán)值非負,如果中的第i個為負,令