融合迭代学习与干扰观测器的压电微动平台精密运动控制

来源：机器人杂志2018年第6期北京时间：

作者：冯朝, 凌杰, 明敏, 肖晓晖

摘要：针对运动系统中常见的重复参考轨迹，尽管迭代学习控制（iterative learning control，ILC）可以通过迭代有效消除重复误差，但其对于非重复性干扰十分敏感．为实现在非重复干扰环境下压电微动平台的精密运动，提出了融合ILC与干扰观测器（disturbance observer，DOB）的控制策略．为避免复杂的迟滞建模，将迟滞非线性视为迭代过程中的重复性输入干扰．为保证控制策略的稳定性，推导其收敛条件并分析对非重复性干扰的抑制作用从而降低收敛误差．最后在压电微动平台进行了对比实验，结果表明：所提控制策略可以在无迟滞模型的前提下有效补偿迟滞非线性．针对理想环境下的5Hz、10Hz、20Hz三角波跟踪，其跟踪误差的均方根在行程的0.4%以内；而在非重复干扰环境下，跟踪误差的均方根为10.24nm，与内置的控制器、单独的反馈控制器、ILC相比，分别降低了98.73%、98.67%与88.24%．而且在干扰环境下，所提控制策略加快了ILC的收敛速度．实验结果充分验证了所提控制策略的有效性，实现了压电微动平台的精密运动．

关键词：压电微动平台, 迭代学习控制, 干扰观测器, 精密运动控制