[发明专利]一种纳米伺服系统的自适应逆控制方法

权利要求书

1.一种纳米伺服系统的自适应逆控制方法，其特征在于，包括：

S1、基于纳米伺服系统的实验数据获得P-I迟滞模型；

S2、基于梯度自适应控制算法在线辨识所述P-I迟滞模型中的参数，并获得参数已知的估计P-I迟滞模型；

S3、基于所述估计P-I迟滞模型获得自适应逆控制器；以及

S4、基于所述自适应逆控制器，控制所述纳米伺服系统；

其中，所述P-I迟滞模型H[x]的表达式为：

y(t)＝H[x](t)＝a^T·P[x](t)+w^T·F_r[x](t) (1)

其中，y(t)为P-I模型的输出量；H[x](t)表示P-I模型的输出；a^T＝(a₁,a₃,a₅,…,a_m)为P-I模型的参数向量；a_m为第m个参数，m为奇正整数，由迟滞特性决定；P[x](t)^T＝(x(t),x³(t),x⁵(t),…,x^m(t))为P-I模型中输入电压的函数向量；x(t)为t时刻的输入电压；w^T＝(w₁,w₂,…,w_n)为P-I模型的权值向量；为P-I模型中play算子F_r的函数向量。

2.如权利要求1所述的纳米伺服系统的自适应逆控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S1.1、构建纳米伺服系统

通过计算机给定电压信号，电压信号经数据采集模块dSPACE中的D/A转换，发送至电压放大模块进行功率放大，将放大后的输入电压信号施加至压电执行器，通过压电执行器推动中心平台运动，激光干涉仪读取所述中心平台的位移数据，将所述位移数据经数据采集模块dSPACE存储至计算机；

S1.2、构建P-I迟滞模型

基于所述位移数据和电压信号进行图形展示，根据所述图形中的迟滞不对称特性，建立P-I迟滞模型。

3.如权利要求1所述的纳米伺服系统的自适应逆控制方法，其特征在于，所述步骤S2中的梯度自适应控制算法包括：

S2.1、基于所述P-I迟滞模型建立估计P-I迟滞模型；

S2.2、给定所述P-I迟滞模型的阈值和play算子输出量的初始值，并对纳米伺服系统施加电压信号，基于所述估计P-I迟滞模型，获得估计的输出量；

S2.3、基于所述估计的输出量与实际的位移数据，获得所述P-I迟滞模型的估计误差；以及

S2.4、对所述估计误差基于梯度自适应控制算法对所述P-I迟滞模型的参数进行辨识，获得参数已知的估计P-I迟滞模型。

4.如权利要求1所述的纳米伺服系统的自适应逆控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S3.1、基于所述参数已知的估计P-I迟滞模型，获得其逆模型；以及

S3.2、将参考轨迹函数代替所述参数已知的估计P-I迟滞模型的输出量，获得自适应逆控制器。