光学学报, 2018, 38 (8): 0814002, 网络出版: 2019-05-09   

压电式倾斜镜迟滞特性及其实验研究 下载: 910次

Hysteresis Characteristics of Steering Mirror Driven by Piezoelectric Actuator and Its Experimental Research
作者单位
1 哈尔滨工业大学航天学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 上海机电工程研究所, 上海 200233
3 哈尔滨工业大学可调谐激光(气体)技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
4 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
图 & 表

图 1. 迟滞曲线

Fig. 1. Hysteresis curves

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图 2. PEA实验控制系统

Fig. 2. PEA experiment control system

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图 3. 验证示意图

Fig. 3. System validation

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图 4. 100 Hz等幅验证曲线。(a)物理系统输出(蓝色)与仿真模型输出(绿色); (b)物理系统与仿真模型输出误差

Fig. 4. 100 Hz verification curve with the constant amplitude. (a) Physical system output (blue) and simulation model output (green); (b) output error of physical system and simulation model

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图 5. 100 Hz减幅验证曲线。(a)物理系统输出(蓝色)与仿真模型输出(绿色); (b)物理系统与仿真模型输出误差

Fig. 5. 100 Hz verification curve with decreasing amplitude. (a) Physical system output (blue) and simulation model output (green); (b) output error of physical system and simulation model

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图 6. 前馈补偿

Fig. 6. Feedforward compensation

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图 7. 50 Hz等幅正弦系统验证曲线。(a)补偿前后曲线; (b)未补偿线性误差; (c)补偿后线性误差

Fig. 7. Verification curve with 50 Hz sine input and the constant amplitude. (a) Before and after compensation curves; (b) linear error before compensation; (c) linear error after compensation

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图 8. 10 Hz正弦信号下,复合方法与无前馈的反馈控制方法的比较误差

Fig. 8. Error of compound control method and no feedback control method under 10 Hz sine signal

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表 1不同频率正弦输入信号下测试线性度

Table1. Test linearity by sine input signal with different frequencies

Frequency /HzUncompensated linearity/%Compensated linearity/%
2(constant)4.810.808
5(constant)4.900.870
10(constant)4.960.886
20(constant)4.970.911
50(constant)5.020.967
100(constant)5.040.985
5(decreasing)4.580.818
50(decreasing)4.661.160
100(decreasing)4.831.230

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表 2不同频率反馈控制与复合控制均方误差

Table2. Mean square error of feedback control and compound control with different frequencies

Frequency /HzFeedback controlsquare error /mVCompound controlsquare error /mV
10(constant)12.42.4
20(constant)23.12.7
50(constant)57.37.1
100(constant)120.024.0
50(decreasing)36.05.0
100(decreasing)77.017.0

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于志亮, 姜晓明, 曹开锐, 李松, 王岩. 压电式倾斜镜迟滞特性及其实验研究[J]. 光学学报, 2018, 38(8): 0814002. Zhiliang Yu, Xiaoming Jiang, Kairui Cao, Song Li, Yan Wan. Hysteresis Characteristics of Steering Mirror Driven by Piezoelectric Actuator and Its Experimental Research[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(8): 0814002.

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