国家自然科学基金(50305001)
- 作品数：8 被引量：24H指数：3
- 相关作者：董维杰崔玉国孙宝元杨志欣杨明刚更多>>
- 相关机构：大连理工大学宁波大学淮安信息职业技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金浙江省自然科学基金浙江省教育厅科研计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程理学一般工业技术更多>>
- 压电微动工作台的位移复合控制被引量：11
- 2006年
- 为解决稳态精度和稳定性之间的矛盾,提高压电陶瓷执行器的控制性能,进而提高其驱动的微动工作台的定位精度,构造了一种前馈补偿同反馈调节相结合的复合控制算法。其中,前馈补偿为基于压电陶瓷执行器迟滞非线性模型的前馈控制,通过自学习算法来实现,用来补偿压电陶瓷执行器的迟滞非线性,提高对参考位移信号的跟踪能力;反馈调节为PID反馈控制,用来进一步校正前馈补偿没有消除的偏差以及由模型的不确定性所引起的误差,且为了减小积分饱和作用以及微分对扰动的敏感性,对PID算法进行了改进,使之成为一种变系数积分与加权微分的PID算法。试验验证了该算法的有效性,并将该算法同其他控制算法——开环控制、前馈控制、PID 反馈控制进行了对比试验研究,结果表明,复合控制算法比其他控制算法具有更好的性能。
- 崔玉国董维杰孙宝元杨志欣
- 关键词：微动工作台压电陶瓷执行器复合控制前馈控制PID控制
- 空分复用压电自感知执行器执行与传感效果研究被引量：7
- 2006年
- 结构振动主动控制可以采用压电自感知执行器。空分复用解耦方法是实现压电自感知执行器的一种新方法,实质是采用几何方法解耦,即将压电片的一个完整电极分割为执行区和传感区以实现自感知。本文以悬臂梁为对象,以涡流位移计作为标准传感器,对两种电极分割方式的压电片的传感和执行效果进行了实验研究。通过测量压电梁的频率特性,证明了空分复用的压电陶瓷片同时兼有传感和执行两种功能。实验结果也表明传感区的敏感输出受到执行区激励电压的静电耦合的影响,利用悬臂梁存在反谐振点的特性,提出了一种定量测量静电耦合的方法,并测定了不同电极宽度、不同极间隙下的静电耦合系数。本文的工作为采用空分复用的压电自感知执行器进行振动主动控制奠定了基础。
- 李涵董维杰崔玉国
- 关键词：压电陶瓷自感知执行器空分复用
- 基于硅基PZT微力传感器标定系统的初步研究
- 2005年
- 采用双晶片探头和电子天平对PZT微力传感器进行静态力标定,进而利用双晶片探头和电荷放大器对PZT微力传感器进行准静态标定,微小信号检测通过锁相放大器来实现.PZT薄膜在基体Pt/Ti/SiO2/Si<100>上用溶胶-凝胶法制备,然后在600℃下退火.PZT微力传感器完全由MEMS体硅加工工艺来实现.
- 崔岩佟建华董维杰王立鼎
- 关键词：PZT薄膜微力传感器
- Study on displacement self-sensing of piezoelectric actuator
- This paper aims to make piezoelectric ceramic actuator self-sense its own displacement in the absence of indep...
- Cui Yuguo Ningbo University
- 文献传递
- 压电微动工作台的位移自感知控制被引量：4
- 2008年
- 使用自感知方法测量压电微动工作台的位移,省去独立传感器,构成位移自感知控制系统。压电陶瓷执行器晶片上的自由电荷中包含执行器的位移信息,据此提出基于积分器的压电执行器位移自感知方法,并设计了获取执行器晶片上自由电荷的积分器电路。该方法使得自感知电路的调节和感知信号的获取变得容易,可克服电桥法自感知电路阻抗不易匹配的不足。将该位移自感知方法作为压电微动工作台控制系统的反馈方式,并为提高工作台的动静态性能,构造一种前馈补偿同反馈调节相结合的复合控制算法,实现了自感知复合控制。试验验证了自感知复合控制的有效性,并将该控制方法同其他控制方法——前馈控制、独立传感器常规PID反馈控制、独立传感器复合控制进行了对比试验研究,结果表明自感知复合控制具有独立传感器复合控制的良好性能。
- 崔玉国董维杰高长银孙宝元
- 关键词：微动工作台积分器复合控制
- 基于积分器的压电陶瓷自感知执行器研究被引量：3
- 2006年
- 拟用压电陶瓷执行器自感知位移,省去外部传感器.从基本压电方程出发,推导出压电陶瓷执行器晶片上自由电荷中包含的执行器位移信息,进而提出了一种基于积分器电路的压电陶瓷执行器位移自感知方法.对压电陶瓷叠堆执行器设计了电压驱动电路,同时设计了获取自由电荷的积分器电路.基于此复合电路,执行器在执行的同时,可以感知其自身的位移.该方法使得自感知电路的调节和感知信号的获取变得容易,克服了电桥法自感知电路阻抗不易匹配的不足.实验结果表明,在不同的驱动电压波形、不同的驱动电压频率下,基于积分器的压电陶瓷自感知执行器均能够很好地获取执行器的位移信号.
- 崔玉国董维杰孙宝元杨志欣
- 关键词：压电陶瓷执行器积分器
- 基于LabVIEW的压电自感知执行器应用研究
- 2011年
- 在结构的振动主动控制中,采用自感知执行器能减小结构的质量和体积,真正实现同位控制。设计了一种基于时分复用解耦系统的压电自感知执行器,使压电元件在传感时隙内作为测量振动的传感器,在执行时隙内作为控制振动的执行器,在放电时隙内释放积累的驱动电荷。设计了开关时序脉冲用于控制3个时隙的切换。基于LabVIEW软件平台,采用正位置反馈控制算法,将时分复用结构的压电自感知执行器用于悬臂梁1阶模态的振动主动控制,实验结果表明达到了良好的控制效果。
- 杨明刚贾艳丽
- 关键词：自感知执行器时分复用LABVIEW悬臂梁
- 基于分时复用压电自感知执行器的悬臂梁振动主动控制研究被引量：3
- 2009年
- 提出了使压电陶瓷传感器在采样间隔内作执行器、并应用于振动主动控制的方法。一个传感执行周期包含传感时隙、执行时隙和放电时隙,依次进行振动测量、振动控制和释放残留电荷。由时序电路控制三个时隙的切换,论述了时序设计和开关选取等技术细节。实验证明了传感功能和执行功能在时间上的切换不影响压电元件的传感效果,执行能力取决于执行时隙与传感执行周期之比。在对悬臂梁进行模态分析的基础上,采用独立模态控制和线性二次型最优控制算法,将分时复用的压电传感器和执行器用于悬臂梁一阶模态的振动主动控制,结果表明控制后悬臂梁的振动衰减时间缩短为控制前的20%。
- 董维杰贾艳丽杨明刚
- 关键词：分时复用自感知执行器悬臂梁
- 基于硅基PZT微力传感器标定系统的初步研究
- 采用双晶片探头和电子天平对PZT微力传感器进行静态力标定,进而利用双晶片探头和电荷放大器对PZT微力传感器进行准静态标定,微小信号检测通过锁相放大器来实现。PZT薄膜在基体Pt/Ti/SiO2/Si(100)上用溶胶一凝...
- 崔岩佟建华董维杰王立鼎
- 关键词：PZT薄膜微力传感器
- 文献传递
- 基于空分复用的自感知压电夹钳的研究被引量：2
- 2007年
- 微夹钳在夹持过程中需要外加微力传感器才能组成闭环控制系统,本文介绍一种功能集成的压电式微夹钳,采用光刻技术在夹钳表面压电陶瓷片的电极上分割出传感区和执行区,称为空分复用。通过传感区交流信号幅度变化与夹持力之间的比例关系来实现夹钳执行过程中力的自感知。利用LabVIEW的虚拟仪器技术,实现整个测量控制系统。实验证明,不需任何外加传感元件,就能够检测出夹钳的输出力。
- 娄敏董维杰
- 关键词：压电空分复用执行器
