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压电工作台的神经网络建模与控制 被引量：19
1
作者 张栋 张承进 +3 位作者 魏强 田艳兵 赵景波 李现明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期587-596,共10页
建立了压电工作台的神经网络在线辨识模型并设计了相应的自适应控制器以抑制压电工作台迟滞特性、蠕变特性及动态特性对其微定位精度的影响。采用双Sigmoid激活函数对神经网络激活函数进行了改进,同时分析了改进激活函数的神经网络模型... 建立了压电工作台的神经网络在线辨识模型并设计了相应的自适应控制器以抑制压电工作台迟滞特性、蠕变特性及动态特性对其微定位精度的影响。采用双Sigmoid激活函数对神经网络激活函数进行了改进,同时分析了改进激活函数的神经网络模型与PI迟滞模型在迟滞建模上的异同。设计了基于改进激活函数的3层BP神经网络作为压电工作台的在线辨识模型,推导了网络权值、阈值及激活函数阈值修正公式。最后,基于神经网络模型设计了压电工作台的自适应控制方案,该控制方案利用另外一个神经网络来完成对PID控制器参数的自适应调整。实验结果表明:提出的神经网络在线辨识模型平均误差为0.095μm,最大误差为0.32μm;自适应控制方案跟踪三角波的平均误差为0.070μm,最大误差为0.100μm;跟踪复频波的平均误差为0.80μm,最大误差为0.105μm。实验数据显示压电工作台的定位精度得到了有效提高。 展开更多
关键词 压电工作台 神经网络 迟滞 自适应控制
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扫描电化学显微镜压电工作台的建模与控制 被引量：5
2
作者 张栋 张玉林 +1 位作者 李现明 魏强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2669-2675,共7页
为提高扫描电化学显微镜(SECM)微定位系统的运动定位精度,对其压电工作台的数学模型和控制器设计进行了研究。介绍了压电工作台的动态迟滞模型方程和采用Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞算子的动态迟滞模型,并在此基础上设计了压电工作台的... 为提高扫描电化学显微镜(SECM)微定位系统的运动定位精度,对其压电工作台的数学模型和控制器设计进行了研究。介绍了压电工作台的动态迟滞模型方程和采用Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞算子的动态迟滞模型,并在此基础上设计了压电工作台的复合控制方案。以CHI900B型扫描电化学显微镜的三维压电工作台为实验对象,对动态迟滞模型的具体建模过程进行了阐述,并验证了控制器的性能。在100 V/s和900 V/s两种不同输入电压速率下进行运动定位实验,动态迟滞模型平均误差分别为0.08μm和0.11μm,精度明中显优于压电工作台的线性动态模型和PI迟滞模型。复合控制方案下,系统跟踪±400μm/s任意三角波的平均误差为0.085μm,最大误差为0.105μm;跟踪复频波的平均误差为0.105μm,最大误差为0.115μm。控制效果较好。 展开更多
关键词 扫描电化学显微镜 压电工作台 运动定位 PI模型
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利用像素移动技术提高液晶光阀投影图像分辨率 被引量：2
3
作者 赵连军 张文明 刘恩海 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期864-872,共9页
为了提高薄膜场效应晶体管液晶显示器(TFT-LCD,以下简称液晶光阀)投影图像的分辨率,提出了一种利用压电陶瓷驱动的平台拖动液晶光阀做X、Y方向上的精确移动,实现液晶光阀像素移动的方法。介绍了液晶光阀硬件结构的特点,基于这些特点提... 为了提高薄膜场效应晶体管液晶显示器(TFT-LCD,以下简称液晶光阀)投影图像的分辨率,提出了一种利用压电陶瓷驱动的平台拖动液晶光阀做X、Y方向上的精确移动,实现液晶光阀像素移动的方法。介绍了液晶光阀硬件结构的特点,基于这些特点提出了利用像素移动技术提高投影图像分辨率的原理。根据计算得出X、Y方向精确位移运动的精度要求为10nm量级,进而选择了实现这样高精度运动的机械结构。提出了3种检测试验结果的方案,绘制了整体试验方案的结构框图。最后,搭建试验平台验证了试验原理的正确性和有效性。采用像素移动技术后,利用液晶光阀投影得到的图像的分辨率在X、Y方向上分别提高到原来的2倍,总像素个数为原来的4倍,突破了星模拟器的分辨率完全受限于显示器件分辨率的状况。 展开更多
关键词 像素移动 液晶光阀 压电平台 投影图像 分辨率
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基于递归正位置反馈的三阶压电纳米定位台谐振控制
4
作者 吴智仁 许素安 +1 位作者 富雅琼 武泽宇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期738-743,共6页
针对压电纳米定位台的低阻尼谐振振动,设计了一种基于递归结构的正位置反馈控制器(RPPF)的闭环控制方法。利用激励信号输入平台进行系统辨识并使用零极点对消方法简化三阶系统,对闭环特征方程使用费拉里法求解。针对控制器参数较多,极... 针对压电纳米定位台的低阻尼谐振振动,设计了一种基于递归结构的正位置反馈控制器(RPPF)的闭环控制方法。利用激励信号输入平台进行系统辨识并使用零极点对消方法简化三阶系统,对闭环特征方程使用费拉里法求解。针对控制器参数较多,极点配置不够准确等问题,利用飞蛾扑火算法对RPPF控制器进行参数配置。实验结果表明,与正位置反馈控制器(PPF)相比,递归正位置反馈控制器(RPPF)将三阶压电纳米定位台的闭环带宽从531 Hz提升到663 Hz,且50 Hz三角跟踪的最大绝对误差和均方根误差分别降低了30.12%和26.47%,具有更好的跟踪速度和精度。 展开更多
关键词 压电纳米定位台 低阻尼谐振模态抑制 极点配置法 递归结构 主动阻尼控制器
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压电定位平台低阻尼谐振特性辨识及高带宽控制
5
作者 刘浩天 张桂林 周克敏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期287-296,共10页
该文研究降低低阻尼谐振特性对压电定位平台跟踪带宽的限制。首先,在Prandtl-Ishlinskii逆模型线性化的基础上,将基于脉冲响应的Hankel矩阵系统辨识法应用到压电定位平台线性动态特性的辨识中,并在其中提出一种改进的相关函数计算方法... 该文研究降低低阻尼谐振特性对压电定位平台跟踪带宽的限制。首先,在Prandtl-Ishlinskii逆模型线性化的基础上,将基于脉冲响应的Hankel矩阵系统辨识法应用到压电定位平台线性动态特性的辨识中,并在其中提出一种改进的相关函数计算方法进一步提高低阻尼谐振频段的辨识精度。其次,根据辨识得到的传递函数模型,采用零极点对消加超前补偿器的方法设计陷波器补偿低阻尼反谐振及谐振特性,并在串联陷波器的基础上设计PI(proportional integral)控制器提高闭环回路的鲁棒性及跟踪性能。最后,试验结果表明,PI控制器的闭环带宽为97 Hz,含有陷波器的PI控制器闭环带宽为244 Hz,由于陷波器的加入,闭环带宽提高了151.5%,从而说明了该文辨识及控制方法的有效性。 展开更多
关键词 压电定位平台 谐振特性 相关函数 HANKEL矩阵 陷波器
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