音圈电机高频迟滞特性建模与精确控制方法

“高频响下音圈电机迟滞特性的建模与控制，王占军，党选举，杨大磊，桂林电子科技大学电子工程与自动化学院” 本文是一篇研究论文，探讨了在高频响应条件下音圈电机（Voice Coil Motor, VCM）的迟滞特性对系统性能的影响以及如何通过建模和控制策略来优化这一问题。音圈电机广泛应用于数控机床的精确定位，特别是在高速、高频和高加速度场景下，其存在的迟滞特性会显著降低定位精度。 作者首先建立了音圈电机的复杂迟滞神经网络动态模型，该模型能够捕捉电机在不同工作状态下的非线性行为，尤其是迟滞效应。迟滞是由于材料内部的微结构变化导致的，在反复加载和卸载过程中，电机的响应不完全一致，这在高速运行时尤为明显。为了解决这个问题，他们提出了基于复杂迟滞神经网络动态逆模型的控制方法。 动态逆模型是通过对正向模型的逆运算来设计的，它可以补偿系统的非线性和不确定性，使得控制输入与期望输出之间的误差最小化。在此基础上，作者结合比例-微分（PD）控制算法进行仿真研究。PD控制器可以提供快速的响应和良好的稳态性能，但对非线性系统的处理能力有限，而逆模型则能有效应对这种非线性。 实验结果显示，采用所提控制策略后，系统最大跟踪误差降低了至1.6%，这表明该方法成功地减小了音圈电机的复杂迟滞影响，显著提升了电机的控制定位精度。论文的研究对提高高速运动系统的性能，尤其是在精密定位领域具有重要意义，为音圈电机的控制提供了新的理论依据和技术手段。 关键词：音圈电机；复杂迟滞；神经网络；非单调 中图分类号：TP23（自动控制技术与系统）；TH115（机械制造自动化） 文献标识码：B 这篇论文深入研究了音圈电机在高频响应条件下的迟滞问题，通过神经网络动态模型和逆模型控制策略，为改善电机的定位精度提供了有效的解决方案，对于提升高速运动系统的整体性能具有积极的参考价值。