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Compensation d'hystérésis adaptative à neurone unique d'un actionneur piézoélectrique basée sur la règle d'apprentissage de Hebb
Compensation d'hystérésis adaptative d'un neurone unique d'un actionneur céramique piézoélectrique basée sur la règle d'apprentissage de Hebb Direction de recherche : positionnement micro nano.
Nom du test :
Compensation d'hystérésis adaptative à neurone unique d'un actionneur céramique piézoélectrique basée sur la règle d'apprentissage de Hebb
Direction de recherche : positionnement micro nano
Contenu expérimental :
L'actionneur piézoélectrique a une non-linéarité d'hystérésis, ce qui réduit considérablement sa précision de mouvement. En raison des caractéristiques variables dans le temps et asymétriques de son hystérésis, cela augmente la difficulté de la modélisation et de la compensation de l'hystérésis. Dans cette expérience, une méthode de contrôle adaptatif à un seul neurone est utilisée pour compenser la non-linéarité d'hystérésis de l'actionneur piézoélectrique en ligne, afin d'améliorer les performances de suivi de l'actionneur piézoélectrique.
Objectif de l'essai :
Pour vérifier les performances de l'algorithme de compensation d'hystérésis.
Équipement de test:
Module d'acquisition temps réel DSPACE, pont de jauge de contrainte dynamique, amplificateur de puissance haute fréquence ATA-4052.
Processus d'expérimentation : connexion matérielle et interface de fonctionnement du logiciel.
L'objet testé est le pilote céramique piézoélectrique pzs001 produit par la société thorlabs. Le déplacement maximal est de 12,925 μm sous la tension de commande maximale de 100 V. À l'aide de l'amplificateur ATA-4052, la piézoélectricité de commande est amplifiée dans la tension de commande du pilote céramique piézoélectrique. Le conducteur en céramique piézoélectrique est équipé de quatre jauges de contrainte à résistance, qui forment une jauge de contrainte à résistance à 4 ponts. L'amplificateur de pont Sdy2105 produit par l'Institut Beidaihe de technologie électronique pratique est utilisé pour mesurer la déformation de l'actionneur céramique piézoélectrique. Le schéma de connexion matérielle du système de test (Figure 1)
Le programme de test est écrit sous Matlab / Simulink, et passe par le contrôleur temps réel micro labbox produit par la société dSPACE. Le déroulement du test est le suivant : premièrement, un signal sinusoïdal de 0-10 V est généré dans le programme de contrôle. Après avoir été amplifiée par un amplificateur, la céramique piézoélectrique est entraînée pour avancer et reculer. La mesure en temps réel du signal de commande et du signal de déplacement est complétée à l'aide de microlabbox. Selon les caractéristiques de la céramique piézoélectrique, un algorithme de compensation adaptative à un seul neurone est écrit et le test de performance de l'algorithme est complété à l'aide d'un équipement.
Le code Simulink du programme de test se présente comme suit :
Résultats de test:
L'effet de l'algorithme de contrôle dans le suivi des trajectoires sinusoïdales et triangulaires est testé respectivement. Pour les trajectoires sinusoïdales, l'algorithme de compensation adaptative à un seul neurone peut éliminer efficacement l'influence de la non-linéarité de l'hystérésis. Comparé au contrôle PID traditionnel, l'algorithme de compensation adaptative à un seul neurone a une adaptabilité et une robustesse supérieures. Pour les trajectoires sinusoïdales à moins de 50 Hz, il peut bien éliminer la non-linéarité de l'hystérésis. Pour une trajectoire triangulaire, un algorithme de compensation adaptative à un seul neurone peut obtenir des résultats similaires. Les résultats expérimentaux（Figure 2、3）
Les performances de l'amplificateur dans cette expérience :
Le signal de commande est un courant faible et sa plage de tension est de 0 à 10 V, ce qui n'est pas suffisant pour piloter le pilote en céramique piézoélectrique. L'amplificateur de puissance haute fréquence est utilisé pour amplifier le signal de commande et générer la tension de commande pour commander la céramique piézoélectrique.
