山东理工大学 机械工程学院, 山东 淄博 255049
针对压电陶瓷(PZT)位移平台因迟滞特性而降低系统定位精度的问题, 该文采用了一种带有前馈补偿的复合型控制方法。首先建立前馈模型, 提出了一种分段式Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型, 并对所建平台迟滞模型求逆, 其建模误差率在0.7%内; 然后针对闭环回路设计了串联比例-积分(PI)模拟电路、滤波电路和检测电路, 进一步提高了控制系统的响应速度和控制精度。实验结果表明, 压电陶瓷位移平台在频率为100 Hz, 行程为0~140 μm的情况下, 基于前馈补偿的复合控制系统的平均绝对误差为0.039 μm, 最大误差为0.16 μm; 与仅有前馈控制相比, 其控制精度提高了73.76%。
压电陶瓷 前馈补偿 P-I模型 复合控制 PI控制 piezoelectric ceramics feedforward compensation Prandtl-Ishlinskii(P-I) model composite control PI control
针对Newton-Raphson算法求解轴偏置虎克铰型并联六自由度Hexapod平台位置反解时高精度计算会降低平台响应速度的问题，提出了一种新的基于Brent算法的位置反解求解方法。首先，根据平台几何特性和轴偏置虎克铰结构运动特性，建立了基于空间圆辅助模型的运动学模型；接着，提出了基于空间圆距离求解方法的位置反解算法，并针对丝杠螺母副产生的衍生运动，提出了补偿方案；然后，介绍了Brent求根算法，并将Brent算法应用于位置反解算法；最后，通过实验验证了衍生运动误差补偿方案的必要性，同时与采用Newton-Raphson算法的位置反解进行了对比，并测试了该算法控制下的Hexapod平台的响应速度和精度。实验结果表明：在保证平台重复精度低于10 μm和5″的工作需求下，基于Brent算法的位置反解与Newton-Raphson算法相比，综合响应速度提高了约0.5 s。因此，基于Brent算法的位置反解求解方法相对改善了Hexapod平台的响应速度。
Hexapod平台 响应 轴偏置虎克铰 位置反解 Brent算法 Hexapod platform response axis offset Hooke joint inverse displacement Brent’s method
