雙級執(zhí)行器系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟、科學技術的發(fā)展，人們對科技產(chǎn)品的質量和精度的要求也越來越高。由于雙級執(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，得到了廣泛的應用。
　　雙級執(zhí)行器系統(tǒng)中的第一級執(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，且響應速度慢;第二級執(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，并有較快的響應速度。兩級執(zhí)行器能夠用各自優(yōu)點來補償對方的缺點。因此雙級執(zhí)行器系統(tǒng)便有了大行程、高精度、響應快等優(yōu)點。

2、r>　　本文所討論的雙級執(zhí)行器系統(tǒng)的控制器結構為解耦結構，因此兩級執(zhí)行器可以單獨設計各自的控制器。本文兩級執(zhí)行器的控制器分別為增益最優(yōu)化的動態(tài)阻尼近似時間最優(yōu)控制和基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制。
　　第一級執(zhí)行器的控制器為增益最優(yōu)化的動態(tài)阻尼近似時間最優(yōu)控制。此控制器的控制算法是建立在近似時間最優(yōu)控制律的基礎上，用一個具有更好性能的控制律代替原先線性區(qū)的控制律，本文采用復合非線性反饋控制律來取代。但是復合非線反饋控制律中有一個

3、非線性增益，此增益會影響控制效果。本文采用粒子群優(yōu)化算法來優(yōu)化此增益，得到最優(yōu)值，使整個系統(tǒng)具有最優(yōu)的控制效果。
　　第二級執(zhí)行器的控制器為基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制。因為神經(jīng)網(wǎng)絡具有非線性映射能力、擅于學習、高度自適應能力、不需要要精確數(shù)學模型、具有將學習到的成果應用于新知識的能力、具有較快的收斂。因此將神經(jīng)網(wǎng)絡和PID控制器相結合可以自動調(diào)整PID控制器的參數(shù)，使其達到最佳值，提高系統(tǒng)的控制效果。
　　由于第二級執(zhí)

4、行器一般采用壓電、磁致伸縮材料，因此第二級執(zhí)行器便會有遲滯特性，這樣遲滯特性便給控制效果帶來影響。本文采用Bouc-Wen模型來描述遲滯現(xiàn)象。為了消除遲滯特性對控制效果的影響，采用此遲滯反向相乘結構來補償遲滯，從而消除遲滯特性，提高系統(tǒng)的控制效果。
　　本文對雙級執(zhí)行器系統(tǒng)中兩級執(zhí)行器的協(xié)調(diào)控制設計了一個協(xié)調(diào)因子，它可以有效的分配兩級執(zhí)行器的工作情況。當系統(tǒng)誤差較大時，協(xié)調(diào)因子趨于零，第一級執(zhí)行器占主要作用;當系統(tǒng)誤差較小時，協(xié)調(diào)