Un método de control compuesto de aprendizaje repetitivo basado en observadores digitales para sistemas de nanoposicionamiento impulsados por piezoeléctricos de amplio rango
Autores: Liu, Cunhuan; Fang, Yongchun; Wu, Yinan; Fan, Zhi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un método de control compuesto de aprendizaje repetitivo basado en observadores digitales para sistemas de nanoposicionamiento impulsados por piezoeléctricos de amplio rango
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Método de compensación propuesto
No linealidad de histéresis
Perturbación por deriva
Sistema de nanoposicionamiento
Estrategia de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se propone un novedoso método de compensación digital compuesta para compensar la no linealidad de histéresis y la perturbación por deriva de un sistema de nanoposicionamiento piezoeléctrico con un amplio rango. Los comportamientos de histéresis en general se pueden dividir en el comportamiento estático dependiente de la amplitud y el comportamiento dinámico dependiente de la tasa, donde la histéresis estática se compensa mediante un novedoso controlador de avance discreto, mientras que la histéresis dinámica y la perturbación por deriva se compensan mediante un novedoso controlador de retroalimentación compuesta discreta compuesto por un controlador de retroalimentación basado en un observador de deriva y un controlador de aprendizaje repetitivo. En comparación con las estrategias de control tradicionales, la estrategia de control compuesta propuesta, que incluye componentes de avance y retroalimentación, puede eliminar los errores del sistema de manera más efectiva al rastrear señales de amplio rango con una histéresis evidente. Además, el observador de deriva en línea propuesto es superior a un compensador de deriva tradicional fuera de línea tanto en velocidad de respuesta como en precisión de compensación. Se llevan a cabo suficientes pruebas de simulación y experimentos de seguimiento convincentes, con señales periódicas de amplio rango de hasta 90 m. Y se realizan comparaciones con los dos algoritmos de control clásicos. Los resultados de seguimiento muestran que el error absoluto medio del método de control propuesto es menor en comparación con los otros dos algoritmos, lo que valida que la estrategia propuesta puede compensar de manera eficiente la no linealidad de histéresis y la perturbación por deriva.
Descripción
En este estudio, se propone un novedoso método de compensación digital compuesta para compensar la no linealidad de histéresis y la perturbación por deriva de un sistema de nanoposicionamiento piezoeléctrico con un amplio rango. Los comportamientos de histéresis en general se pueden dividir en el comportamiento estático dependiente de la amplitud y el comportamiento dinámico dependiente de la tasa, donde la histéresis estática se compensa mediante un novedoso controlador de avance discreto, mientras que la histéresis dinámica y la perturbación por deriva se compensan mediante un novedoso controlador de retroalimentación compuesta discreta compuesto por un controlador de retroalimentación basado en un observador de deriva y un controlador de aprendizaje repetitivo. En comparación con las estrategias de control tradicionales, la estrategia de control compuesta propuesta, que incluye componentes de avance y retroalimentación, puede eliminar los errores del sistema de manera más efectiva al rastrear señales de amplio rango con una histéresis evidente. Además, el observador de deriva en línea propuesto es superior a un compensador de deriva tradicional fuera de línea tanto en velocidad de respuesta como en precisión de compensación. Se llevan a cabo suficientes pruebas de simulación y experimentos de seguimiento convincentes, con señales periódicas de amplio rango de hasta 90 m. Y se realizan comparaciones con los dos algoritmos de control clásicos. Los resultados de seguimiento muestran que el error absoluto medio del método de control propuesto es menor en comparación con los otros dos algoritmos, lo que valida que la estrategia propuesta puede compensar de manera eficiente la no linealidad de histéresis y la perturbación por deriva.