#Tendenze
Compensazione dell'isteresi adattiva a neurone singolo dell'attuatore piezoelettrico in base alla regola di apprendimento di Hebb
Compensazione adattiva dell'isteresi di un singolo neurone dell'attuatore piezoelettrico in ceramica basata sulla regola di apprendimento di Hebb Direzione della ricerca: micro nanoposizionamento.
Nome dell'esperimento:
Compensazione dell'isteresi adattiva a singolo neurone dell'attuatore piezoelettrico in ceramica basata sulla regola di apprendimento di Hebb
Direzione della ricerca: micro nano posizionamento
Contenuti sperimentali:
L'attuatore piezoelettrico ha una non linearità di isteresi, che riduce notevolmente la sua precisione di movimento. A causa delle caratteristiche variabili nel tempo e asimmetriche della sua isteresi, aumenta la difficoltà di modellazione e compensazione dell'isteresi. In questo esperimento, viene utilizzato un metodo di controllo adattivo a singolo neurone per compensare la non linearità dell'isteresi dell'attuatore piezoelettrico in linea, in modo da migliorare le prestazioni di tracciamento dell'attuatore piezoelettrico.
Scopo del test:
Per verificare le prestazioni dell'algoritmo di compensazione dell'isteresi.
Apparecchiature di prova:
Modulo di acquisizione in tempo reale DSPACE, estensimetro a ponte dinamico, amplificatore di potenza ad alta frequenza ATA-4052.
Processo sperimentale: connessione hardware e interfaccia operativa software.
L'oggetto testato è il driver ceramico piezoelettrico pzs001 prodotto dalla ditta Thorlabs. Lo spostamento massimo è di 12,925 μm sotto la tensione di pilotaggio massima di 100 V. Utilizzando l'amplificatore ATA-4052, la piezoelettricità di controllo viene amplificata nella tensione di pilotaggio del driver ceramico piezoelettrico. Il driver piezoelettrico in ceramica è dotato di quattro estensimetri di resistenza, che formano un estensimetro di resistenza a 4 ponti. L'amplificatore a ponte Sdy2105 prodotto dal Beidaihe Institute di pratica tecnologia elettronica viene utilizzato per misurare la deformazione dell'attuatore piezoelettrico in ceramica. Lo schema di connessione hardware del sistema di test (Figura 1)
Il programma di test è scritto in Matlab / Simulink e viene eseguito tramite il controller in tempo reale micro labbox prodotto dalla società dSPACE. Il flusso di prova è il seguente: in primo luogo, nel programma di controllo viene generato un segnale sinusoidale di 0-10V. Dopo essere stata amplificata da un amplificatore, la ceramica piezoelettrica viene azionata per spostarsi avanti e indietro. La misurazione in tempo reale del segnale di controllo e del segnale di spostamento viene completata utilizzando microlabbox. In base alle caratteristiche della ceramica piezoelettrica, viene scritto un algoritmo di compensazione adattativa del singolo neurone e il test delle prestazioni dell'algoritmo viene completato utilizzando l'attrezzatura.
Il codice Simulink del programma di test è mostrato come segue:
Risultati del test:
Viene testato l'effetto dell'algoritmo di controllo nel tracciare rispettivamente le traiettorie sinusoidali e triangolari. Per le traiettorie sinusoidali, l'algoritmo di compensazione adattiva del singolo neurone può eliminare efficacemente l'influenza della non linearità dell'isteresi. Rispetto al tradizionale controllo PID, l'algoritmo di compensazione adattativa del singolo neurone ha una maggiore adattabilità e robustezza. Per traiettorie sinusoidali entro 50 Hz, può eliminare la non linearità dell'isteresi. Per la traiettoria triangolare, l'algoritmo di compensazione adattiva a neurone singolo può ottenere risultati simili. I risultati sperimentali （Figura 2、3）
Le prestazioni dell'amplificatore in questo esperimento:
Il segnale di controllo è una corrente debole e il suo intervallo di tensione è 0-10 V, che non è sufficiente per pilotare il driver piezoelettrico in ceramica. L'amplificatore di potenza ad alta frequenza viene utilizzato per amplificare il segnale di controllo e generare la tensione di pilotaggio per pilotare la ceramica piezoelettrica.
