Prandtl-Ishlinskii磁滞不确定系统自适应补偿与控制

6 下载量 137 浏览量 更新于2024-08-26 1 收藏 331KB PDF 举报
"该文研究了具有Prandtl-Ishlinskii磁滞的不确定系统的自适应补偿和控制策略。文章介绍了如何通过采用Prandtl-Ishlinskii模型来描述智能材料执行器的磁滞现象,并利用间接自适应鲁棒控制方法设计控制器。为减少磁滞效应的影响,论文提出了使用最小二乘法进行在线参数估计,以及利用近似模型进行逆补偿的方法。此外,还对反演误差进行了定量分析,并设计了一个鲁棒控制器来应对系统的不确定性与非线性,以确保系统稳定性。仿真结果验证了所提出的自适应鲁棒控制器在输出跟踪性能上的优越性,以及参数估计的准确性。" 在这篇论文中,作者首先关注的是智能材料如电活性聚合物(EAP)等执行器中存在的磁滞现象。磁滞是这些材料在受力或电压作用下表现出的一种历史依赖行为,即其状态不仅取决于当前的输入,还与过去的输入历史有关。Prandtl-Ishlinskii模型被广泛用于模拟这种非线性的磁滞效应,它通过一系列积分器和延时环节来描述磁滞回线。 为了减小磁滞对系统性能的影响,文章提出了一个基于最小二乘法的在线参数估计方法。这种方法能够实时更新模型参数,以更准确地捕捉执行器的实际磁滞特性。同时,为了进一步补偿磁滞,他们引入了一个近似的逆模型。这个逆模型通过对估计参数的处理,帮助控制器抵消执行器的磁滞效应。 接下来,论文设计了一个鲁棒控制器,该控制器不仅考虑了系统的不确定性,还考虑了系统的非线性特性。这个控制器的设计目标是确保系统的稳定性,即使在存在未知扰动和非线性的情况下,也能保证系统的性能。 通过仿真研究,作者展示了所提自适应鲁棒控制器的有效性。仿真结果显示,控制器能够实现良好的输出跟踪性能,这意味着它可以精确地跟随期望的输入信号。此外,参数估计的准确性也得到了验证,这表明控制器能够准确识别和适应执行器的磁滞行为。 这篇论文提供了一种处理具有Prandtl-Ishlinskii磁滞的智能材料执行器不确定性的自适应控制方案。这一方法对于提高依赖于这些执行器的系统性能,如机器人、航空航天设备和其他精密工程应用,具有重要的理论和实践意义。