基于LMS滤波的压电变区间滑模控制

• 作 者: 马海峰;熊振华;
• 机 构: 上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240
• 出 处: 上海交通大学第16期博士生学术论坛——机械百年·智能制造·智造中国学术论坛
• 发表日期: 2013年期

　　为了降低迟滞等特性对压电陶瓷驱动器的影响,研究了基于LMS滤波的压电变区间滑模控制。首先,建立了磁滞的Preisach逆模型,然后,将其作为前馈用于补偿迟滞非线性。考虑到前馈补偿的不完全性、模型不确定性和外界扰动等问题,将基于饱和函数的离散滑模控制作为反馈控制器。饱和函数虽然可以减小传统开关函数存在的抖振,但这是以牺牲系统鲁棒性和控制精度为代价的,针对以上问题,本文设计了一种新型变区间饱和函数滑模控制,将传统饱和函数的边界层设计为以滑模面为自变量的函数,最终边界层收敛为0,以提高系统的鲁棒性。为减小传感器测量噪声,本文将主动滤波器引入到系统设计中。卡尔曼滤波器和RLS滤波器虽然具有较好的滤波效果,但是计算复杂,不适用于实时滤波,LMS滤波器计算简单,但是往往需要环境噪声的先验知识,针对以上问题,本文采用了一种参考噪声未知的LMS滤波器,该滤波器计算简单,且不需要系统和环境的先验知识,具有较好的滤波效果。最后,为了验证所设计的控制策略的有效性,将其应用到一压电陶瓷驱动器上。实验结果表明,基于LMS滤波的压电变区间滑模控制具有较好的动态性能,提高了压电陶瓷驱动器的跟踪精度,减小了控制量输出的抖动。