基于广义PI逆模型的超精密定位平台复合控制

来源：机械工程学报杂志2015年第2期北京时间：

作者：田艳兵, 王涛, 王美玲

单位：1.北京理工大学自动化学院 北京 100083; 2.青岛理工大学自动化工程学院 青岛 266520

摘要：为了提高超精密定位系统的定位精度和行程，设计一种新型的单级驱动气动伺服定位平台。以金属波纹管为执行机构，以气浮导轨支撑，研究无摩擦条件下的较大行程的精密控制。为减少建立PI模型时的算子数量，减小求逆过程的计算量，提高建模精度，改进基本迟滞算子，建立基于广义迟滞算子的广义PI模型，并对模型进行验证。给出广义PI模型的求解析逆方法。设计基于广义PI逆模型的复合控制方案，并进行试验研究。结果表明，基于广义逆模型的阶跃响应系统的定位精度达到30 nm，锯齿波和复频跟踪试验输入下，基于PI逆模型的跟踪精度平均误差为0.96 μm和0.63 μm，基于广义PI逆模型的跟踪精度平均误差为0.49 μm和0.45 μm。试验数据表明改进广义PI模型对于增加系统定位精度有效。

关键词：波纹管,超精密,复合控制,广义迟滞,角接触球轴承动力学加减速过程；

基金资助：国家自然科学基金(51375045)和流体动力与机电系统国家重点实验室开放基金(JZKF-201214)资助项目