第1期
第20卷 2012年1月
文章编号1004-924X(2012)01-0088-08
光学精密工程
Optics and Precision Engineering
Vol. 20No.1
Jan.2012
压电陶瓷执行器的动态模型辨识与控制
陈辉1,2*，谭永红3，周杏鹏1，张亚红4，董瑞丽3
（1.东南大学自动化学院，江苏南京210096；
2.桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004；
3.上海师范大学信息与机电工程学院，上海200234；
4.桂林航天工业高等专科学校信息工程系，广西桂林541004）
摘要：为了提高精密定位系统中压电陶瓷的控制精度，研究了压电执行器的动态模型及逆模型。根据Weierstrass第一通近定理，提出了以多项式函数逼近Duhem模型中的分段连续函数f（·）和g（·），并应用递推最小二乘算法辨识Du hem模型的参数及F·)和g（·)的多项式系数，建立了压电陶瓷执行器的非线性参数化动态模型。利用辨识结果建
电陶瓷系统进行的控制。实验结果表明：仅通过逆补偿，可在0～200μum使得控制绝对误差小于0.8μm;在前馈逆补偿和PID环控制下，绝对误差可小于40nm，结果验证了算法的有效性。该算法结构简单，适应性强，便于工程实现
关键调：压电陶瓷执行器；Duhem模型，Weierstrass多项式通近；递推最小二桌法；动态达滞模型；动态逆迟滞模型；
递补偿
中图分类号：TP273.1;TN384
文献标识码：A
doi:10, 3788/OPE.20122001.0088
Identification and control of dynamicmodelingforpiezoceramicactuator
CHEN Huil-2·,TAN Yong-hong",ZHOU Xing-peng',ZHANG Ya-hong',DONG Rui-li*
(l.School ofAutomation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China;
2.School of ElectronicEngineering&Automation,GuilinUniversity of ElectronicTechnology,
Guilin 541004,China;3.Collegeof Information,Mechanicaland ElectricalEngineering,
ShanghaiNormalUniversity，Shanghai200234，China;
4.Departmentof InformationEngineering,Guilin College of AerospaceTechnology,
Guilin541004，China)
*Correspondingauthor，E-mail:glchenhui126.com
Abstract: The dynamic model and inverse model of a piezoceramic actuator were proposed to improve its control precision in a precision position system. According to the Weierstrass approximation theo rem, the polynomials f( · ) and g( · ) in the Duhem function was developed, and the dynamic model-ing of nonlinear parameters of the piezoceramic actuator was given by using recursive least squares to
收稿日期：2011-08-05；修订日期：2011-09-28.
基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.60971004)；上海市科委重点基金资助项目；（No.09220503000，
10JC1412200)；上海市自然科学基金资助项目（No.09ZR1423400）；上海市教育委员会科研创新基金资助项目（No.09ZZ141,11YZ92）；上海师范大学重点学科基金资助项目（No.DZL811,DRL904)