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%。

激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion, LPBF)成形工艺的特殊性决定其在生产过程中存在巨大的温度梯度、剧烈的物相变化以及极不稳定的熔池，易使零件产生内部质量缺陷，而这些缺陷会直接影响零件的成形质量和力学性能。从致密度和残余应力两个角度出发，对LPBF成形零件的内部质量缺陷进行分类并对其典型特征、形成机理及其造成的影响进行论述。此外，分别讨论了成形工艺调控方式和新型复合制造调控方式对缺陷的调控作用，其中激光波长和光斑形貌的调整、增减材复合和多能量场复合的调控方式在未来有望成为LPBF成形工艺内部缺陷调控的重要研究方向。

针对双压电二维叠堆执行器的输出迟滞性问题, 该文设计了一种双压电复合控制方法。先建立执行器数学模型并完成参数辨识,再结合非对称Bouc-Wen模型与增量微分、积分及比例(PID)模型, 完成复合控制模型的建立, 最后基于数字信号处理(DSP)控制器完成前馈控制、增量PID控制与复合控制的实验对比。结果表明, 该复合控制方法能有效抑制执行器的输出迟滞性, 当驱动电压峰-峰值为96 V, 频率为500 Hz时, 执行器滞环率仅为未控制时滞环率的31.6%, 远低于前馈控制时滞环率(74.2%)及增量PID控制时滞环率(167.8%)。

针对舰载火箭炮交流伺服系统控制速度与精度的问题, 提出了一种RBF神经网络PID-模糊复合控制策略。该复合控制策略根据误差信息调节两种控制方法对被控对象的作用权值, 使两种控制方法无扰动地切换, 实现最终的控制量连续稳定输出。仿真实验结果表明, 该控制策略较好地综合了RBF神经网络PID控制和模糊控制的优势, 控制精度高, 系统响应快、震荡小, 能够更好地满足舰载火箭炮交流伺服系统的性能指标要求。

压电陶瓷驱动平台的迟滞非线性影响其定位精度, 并降低原子力显微镜等微纳操纵系统对微纳米尺度样品的扫描成像质量。采用最小二乘法对压电陶瓷驱动平台的迟滞特性进行建模, 避免了繁琐的迟滞模型求取过程; 提出前馈控制与自抗扰控制相结合的复合控制方法, 通过设定扩张观测器的带宽及系统控制带宽达到消除迟滞、提高平台定位精度的目的。实验结果表明, 该复合控制方法在保证系统稳定性的前提下能有效地提高系统定位控制精度。

粘滑式压电驱动平台能实现高精度的大行程运动, 它由微动台和滑块组成, 而微动台的低阻尼振动限制了粘滑式压电驱动平台的运动速度。为了解决这一问题, 提出了一种基于主动阻尼的复合控制策略(PI-DPF-FF)。首先, 对输入的锯齿波信号进行滤波, 使其更平滑。接着, 采用时滞位置反馈控制器来主动提高微动台的阻尼, 抑制振动。选用跟踪控制器和改进型零相位误差跟踪控制器来减小跟踪误差, 提高跟踪带宽。最后, 在粘滑式压电驱动平台的样机上对PI-DPF-FF控制器进行了验证。实验结果表明: 与常规的比例积分控制器相比, PI-DPF-FF控制器将微动台跟踪带宽由32.7 Hz提高到1 466.5 Hz。当系统输入占空比为0.2和频率为100 Hz的信号时, 与常规的前馈控制器相比, PI-DPF-FF控制器将滑块角速度由3.52 mrad/s提高到9.03 mrad/s, 平台运动速度有了明显的提高。

快速倾斜镜是星间激光通信终端精瞄系统的核心部件，其驱动装置为压电陶瓷执行器，而压电陶瓷具有迟滞特性，其严重影响了快速倾斜镜的定位精度，进而对星间通信链路的稳定性造成不利影响。为解决这一问题，本文设计了一种改进Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型对压电陶瓷执行器进行建模。在此基础上，提出了压电陶瓷执行器前馈线性化方法，以对迟滞特性进行前馈逆补偿。接着，提出了一种结合改进的 P-I模型与增量式PID算法的复合控制算法，并在DSP中实现了该复合控制算法。最后，在试验平台上对该算法进行了验证。结果显示: 当分别对系统输入10Hz和100Hz减幅正弦、等幅正弦曲线时，模型误差在0.59%以内，在输入同频100 Hz以下的减幅正弦曲线时，传统PID算法的最大误差为59.31 μrad，而该复合算法的最大误差为14.22 μrad。实验数据表明，本文复合控制方法的动态跟踪性能明显优于传统PID方法，改进Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型可以精确描述压电陶瓷的迟滞特性。本文设计的复合控制方法满足实际应用对快速倾斜镜的要求。

基于某型民航客机的不可逆式操纵系统，对其飞行模拟机电动操纵负荷系统进行建模。以升降舵操纵系统为例，将参数集中化处理，建立操纵系统数学模型，并将复合控制方法嵌入电动操纵负荷系统。利用某自行研发的飞行仿真实验系统进行仿真实验，并将结果与波音公司实际试飞曲线对比。结果表明,操纵力误差小于10%，舵偏角误差小于2%，满足CCAR60对飞行模拟机操纵负荷系统的精度要求。

在星地光通信中为了获得较高的性能，需要捕获对准跟踪（APT）系统具有高精度，而卫星振动是影响APT 精度的最主要因素。传统反馈控制对卫星振动的中高频抑制效果较差。针对这种情况，将自适应算法引入前馈控制，设计了最小均方（LMS）和递推最小二乘（RLS）两种自适应反馈复合控制算法。仿真验证了反馈控制、LMS 复合控制以及RLS 复合控制三种算法的性能，结果表明自适应前馈复合控制算法对中高频振动抑制效果明显，采用更快收敛速度以及更高稳态精度的自适应算法可以提高抑制效果。

为实现机载光电平台的实时高精度稳定跟踪控制，提出了一种基于改进干扰观测器和模糊逼近的复合自适应补偿控制方法。首先，根据系统的机械结构特点分析了各框架间的运动学耦合关系；考虑到载体扰动的影响，提出了一种基于速度信号的改进干扰观测器结构，并分析了它的工作原理和鲁棒稳定性。然后，针对机械系统中普遍存在的摩擦等干扰现象，设计了基于模糊逼近的复合补偿控制策略以保证系统的跟踪性能。最后，利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的全局稳定性和跟踪误差的渐进收敛。实验结果显示，该控制方法具有较高的稳定精度，其跟踪误差可达μrad数量级，表明该方法可以有效地抑制载体扰动的影响并且具有良好的跟踪性能，是可行有效的。