在强磁环境下,基于哈默斯坦模型的高精度压电驱动裂的动态建模和控制
Xuefeng Yang1, Zhihao Zhang1, Lili Zhang1
1School of Mechatronic Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China.
The Review of scientific instruments
|December 22, 2025
概括
一个新的哈默斯坦模型改进了中子束线裂的压电执行器控制. 这种增强的精度对于需要在强磁场中准确定位的应用至关重要.
科学领域:
- 中子光学和仪器仪表.
- 控制系统工程 控制系统工程
- 材料科学与工程 材料科学与工程
背景情况:
- 中子束线需要精确的控制,用于像中国分离中子源这样的应用.
- 压电平台提供精确定位能力,即使在强磁场中.
研究的目的:
- 为了提高用于中子束线切割的压电平台的追踪精度.
- 为具有歇斯底里非线性输入的压电定位平台开发动态控制模型.
主要方法:
- 一个哈默斯坦模型,结合了改进的P-I和ARX模型,被开发来描述压电执行器歇斯底里.
- 一个三级传递函数确定了系统的机电合和动态特征.
- 用汉默斯坦的反向模型来设计前和前PID复合控制器.
主要成果:
- 动态模型准确地描述了具有歇斯底里的非线性输入的压电定位平台.
- 与单独的feedforward控制相比,feedforward PID复合控制显示出更高的跟踪准确性.
- 实验结果显示,在与复合控制器追踪信号位移时,较低的根平均平方误差.
结论:
- 该研究提供了一种经过验证的动态控制模型,用于压电驱动的中子裂.
- 开发的控制策略提高了跟踪精度,用于在强磁场中高精度定位.
- 这种方法在其他需要在具有挑战性的环境条件下精确控制的领域也有潜在的应用.
