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超磁致伸缩执行器特性分析及其控制策略研究

陶玉昆

   超磁致伸缩执行器具有推力强、输出位移大、反应迅速和分辨率高等优点,在微位移执行器、机器人、主动振动控制等领域展现出了广阔的应用前景。然而,超磁致伸缩执行器输出特性存在强烈的本征非线性和磁滞特性,阻碍了超磁致伸缩执行器的发展与应用。 本文对基于J-A磁滞模型、压磁方程、二次畴转模型和超磁滞伸缩执行器动力学特性的超磁致伸缩执行器非线性动态模型进行分析,并对所建立的超磁致伸缩执行器的非线性动态模型的数值实现进行了研究。 为改善超磁致伸缩执行器控制系统的定位精度,提出了将模糊理论与PID理论相结合的复合控制策略。该策略将模糊积分作用引入常规模糊控制器,实现了模糊PID控制;在控制过程中的不同阶段采用不同的控制方式。利用MATLAB模糊逻辑工具箱设计了P-模糊PID控制器。在simulink图形仿真环境下,利用P-模糊PID控制、常规模糊控制和常规PID控制方法进行控制实验。经仿真比较和分析,P-模糊PID控制在保持常规模糊控制优点的同时,对其响应速度和灵敏度实现了改善,控制效果优于常规PID控制;P-模糊PID控制下的超磁致伸缩执行器响应迅速,无超调,控制精度高。最后,提出了带前馈补偿的P-模糊PID控制策略,并对BP神经网络逆模型前馈补偿环节和闭环P-模糊PID控制环节的软件实现进行了研究。……   
[关键词]:超磁致伸缩执行器;模型分析;P-模糊PID控制;BP神经网络;仿真
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河南理工大学2010年
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