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CAMOZZI康茂勝雙級(jí)執(zhí)行器
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)于高科技產(chǎn)品的要求越來越高，在精密加工技術(shù)領(lǐng)域中，低精度、低質(zhì)量的產(chǎn)品已經(jīng)無法滿足人們的需求，產(chǎn)品的升級(jí)改造成為必然趨勢，同時(shí)人們對(duì)驅(qū)動(dòng)器的行程和精度也提出了更高的要求---大行程和高精度。雙級(jí)執(zhí)行器系統(tǒng)能夠?qū)⒋笮谐毯透呔认嘟Y(jié)合，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)大行程和高精度的性能。

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本文對(duì)雙級(jí)執(zhí)行器分別進(jìn)行建模與控制器設(shè)計(jì)，并通過設(shè)計(jì)協(xié)同因子將雙級(jí)執(zhí)行器結(jié)合起來。具體工作如下：（1）對(duì)雙級(jí)執(zhí)行器的*級(jí)執(zhí)行器建模并且設(shè)計(jì)控制器。*級(jí)執(zhí)行器通常采用伺服電機(jī)，通過分析伺服電機(jī)的物理特性和驅(qū)動(dòng)方式來建立數(shù)學(xué)模型，采用模糊PID控制方法設(shè)計(jì)控制器，得出的仿真結(jié)果表明控制方案具有可行性。（2）對(duì)雙級(jí)執(zhí)行器的第二級(jí)執(zhí)行器建模并設(shè)計(jì)控制器。第二級(jí)執(zhí)行器通常采用超磁致伸縮材料、壓電陶瓷等智能材料，然而智能材料一般都存在非平滑、多映射的遲滯特性，遲滯會(huì)直接影響系統(tǒng)的控制精度，引起系統(tǒng)振蕩，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。對(duì)于此類非線性系統(tǒng)，采用Bouc-Wen模型描述遲滯特性，提出了一種基于反演控制的滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)方案。針對(duì)Bouc-Wen模型中的變量特性，用反演滑?？刂品ㄔO(shè)計(jì)遲滯系統(tǒng)的控制器，該控制方案能夠保證跟蹤精度，仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)方法的有效性。（3）對(duì)雙級(jí)執(zhí)行器系統(tǒng)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)控制器。當(dāng)單級(jí)執(zhí)行器滿足了操作系統(tǒng)的大行程時(shí)就缺少控制精度，當(dāng)滿足了控制精度時(shí)就無法滿足大行程的控制。為了協(xié)調(diào)*級(jí)執(zhí)行器和第二級(jí)執(zhí)行器二者之間的控制，本文提出了雙級(jí)執(zhí)行器協(xié)同控制的思想，設(shè)計(jì)協(xié)同因子以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行器的協(xié)同控制，克服兩個(gè)執(zhí)行器分開控制造成調(diào)整時(shí)間長的缺點(diǎn)，通過綜合性能指標(biāo)選擇協(xié)同因子中的可調(diào)參數(shù)。仿真結(jié)果表明該設(shè)計(jì)方法能夠有效減少調(diào)整時(shí)間，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性。由于雙級(jí)執(zhí)行器系統(tǒng)很好的解決了大行程與高精度二者之間的矛盾，得到了廣泛的應(yīng)用。 雙級(jí)執(zhí)行器系統(tǒng)中的*級(jí)執(zhí)行器（粗調(diào)執(zhí)行器）有較大的行程范圍，但是沒有高的精度，且響應(yīng)速度慢；第二級(jí)執(zhí)行器（精調(diào)執(zhí)行器）只有小的行程范圍，但是有較高的精度，并有較快的響應(yīng)速度。兩級(jí)執(zhí)行器能夠用各自優(yōu)點(diǎn)來補(bǔ)償對(duì)方的缺點(diǎn)。因此雙級(jí)執(zhí)行器系統(tǒng)便有了大行程、高精度、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。

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因此將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PID控制器相結(jié)合可以自動(dòng)調(diào)整PID控制器的參數(shù)，使其達(dá)到*值，提高系統(tǒng)的控制效果。由于第二級(jí)執(zhí)行器一般采用壓電、磁致伸縮材料，因此第二級(jí)執(zhí)行器便會(huì)有遲滯特性，這樣遲滯特性便給控制效果帶來影響。