目录 n 《博士后文库》序言 n 前言 n 章 绪论 1 n 1.1 压电材料及压电效应概述 2 n 1.1.1 压电材料发展趋势 2 n 1.1.2 压电效应基本原理 4 n 1.2 压电陶瓷作动器非线性及其建模方法 5 n 1.2.1 迟滞非线性 5 n 1.2.2 蠕变非线性 7 n 1.2.3 动态效应 8 n 1.3 基于压电陶瓷作动器的跟踪定位控制方法 9 n 1.3.1 线性化与前馈补偿 9 n 1.3.2 反馈控制 12 n 1.4章节安排 13 n 第2章 压电陶瓷微纳米跟踪定位系统 14 n 2.1 实验系统及数据处理 14 n 2.1.1 实验系统组成 14 n 2.1.2 实验数据处理 16 n 2.1.3 压电陶瓷作动器初始化 18 n 2.1.4 实验信号选择 22 n 2.2 系统开环响应 26 n 2.2.1 阶跃响应 26 n 2.2.2 频谱特性 30 n 2.3 压电陶瓷作动器的迟滞特性分析 32 n 第3章 迟滞非线性建模及补偿 35 n 3.1 麦克斯韦模型及其一般化 35 n 3.1.1 麦克斯韦模型及其特性分析 35 n 3.1.2 麦克斯韦模型一般化 40 n 3.1.3 麦克斯韦模型参数辨识 42 n 3.1.4 麦克斯韦模型分析 43 n 3.1.5 基于麦克斯韦模型的压电陶瓷初始化原理 47 n 3.2 麦克斯韦模型改进与分析 49 n 3.2.1 弹性-滑动算子及其特性 49 n 3.2.2 改进麦克斯韦模型 54 n 3.2.3 改进麦克斯韦模型参数辨识 57 n 3.2.4 改进麦克斯韦模型精度分析 59 n 3.3 分布参数麦克斯韦模型 63 n 3.3.1 分布参数麦克斯韦模型及其时间维度离散化 63 n 3.3.2 分布参数麦克斯韦模型空间离散化与参数辨识 65 n 3.3.3 有限记忆离散化与参数辨识 68 n 3.3.4 分布参数麦克斯韦模型分析 74 n 3.4 麦克斯韦模型的电学解释 81 n 3.4.1 集中参数麦克斯韦电阻电容模型 82 n 3.4.2 分布参数电阻电容模型 90 n 第4章 蠕变非线性及动态效应建模 94 n 4.1 分数阶蠕变模型 94 n 4.1.1 分数阶系统 94 n 4.1.2 阻容元件与分数阶蠕变 95 n 4.1.3 分数阶蠕变参数辨识 97 n 4.1.4 仿真实例分析 103 n 4.1.5 分数阶蠕变的频域辨识 105 n 4.2 分数阶麦克斯韦模型 107 n 4.2.1 分数阶麦克斯韦模型及简化 107 n 4.2.2 参数辨识与模型精度分析 108 n 4.3 迟滞补偿与动态效应建模 113 n 4.3.1 逆模型补偿原理 114 n 4.3.2 迟滞非线性补偿与动态效应建模 117 n 4.3.3 系统模型验证 124 n 第5章 压电陶瓷作动器的跟踪定位控制系统设计 126 n 5.1 前馈补偿 126 n 5.1.1 前馈信号生成 126 n 5.1.2 三角波跟踪性能分析 131 n 5.1.3 阶梯信号跟踪分析 133 n 5.2 反馈矫正 135 n 5.2.1 控制器设计 135 n 5.2.2 仿真分析 140 n 5.3 综合控制器设计 144 n 参考文献 150 n 附录 156 n 附录A 一般麦克斯韦模型Simulink仿真模块 156 n 附录B 弹性-滑动算子Simulink仿真模块 157 n 附录C 分布参数麦克斯韦模型Simulink仿真模块 157 n 编后记 163
