《複雜壓電驅動系統動力學建模、分析與控制》是依託南京理工大學，由朱煒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜壓電驅動系統動力學建模、分析與控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱煒
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
廣泛套用於航空/航天自適應結構、微/納操作、半導體加工、機器人、燃油噴射、主動振動控制等領域的各種複雜壓電驅動系統，都可視為剛體、柔體、質點、控制元件以各種方式鉸接而成的複雜受控多體系統。複雜受控多體系統動力學分析與控制方法已成為上述領域進行複雜壓電驅動系統設計與研製的急需。本項目針對壓電執行器遲滯特性致使複雜壓電驅動系統呈現非線性特性的問題，擬採用基於非對稱Bouc-Wen模型的線性化控制方法將壓電執行器線性化；針對複雜壓電驅動系統動力學計算速度慢導致動力學分析與控制難以實現的問題，建立複雜壓電驅動系統的受控多體系統傳遞矩陣法，使複雜壓電驅動系統動力學計算無需系統總體動力學方程並且系統矩陣階次遠低於自由度數，大大加快動力學計算速度，提高複雜壓電驅動系統動力學分析與控制性能。通過本項目的研究，為壓電驅動系統的動力學分析和控制設計提供全新方法和手段，解決制約複雜壓電驅動系統發展的基礎問題。
結題摘要
基於逆壓電效應研製的壓電執行器因其重量輕、位移解析度高、回響速度快、機電轉換效率高等優點，廣泛套用於航空/航天自適應結構、微/納操作、半導體加工、主動振動控制、機器人等領域中。為了提高複雜壓電驅動系統動力學和動力學控制的性能，複雜壓電驅動系統動力學分析與控制設計方法成為複雜壓電驅動系統設計與研製中最為關鍵的問題。本項目為解決壓電執行器遲滯特性致使複雜壓電驅動系統呈現非線性特性的問題，提出並實現了基於非對稱Bouc-Wen模型的線性化控制方法；為解決複雜壓電驅動系統動力學建模和快速計算的問題，本項目考慮壓電執行器的粘接層建立了能準確描述壓電執行器動態特性的動力學模型，在此基礎上將複雜壓電驅動系統視為以一定方式相聯接的多個物體組成的多體系統，以多體系統動力學分析控制為理論研究的切入點，實現了複雜壓電驅動系統動力學分析無需系統總體動力學方程和快速計算的突破，建立了基於受控多體系統傳遞矩陣法的複雜壓電驅動系統分析與動力學控制方法，為提高複雜壓電驅動系統的動力學性能提供全新方法和手段，解決了制約複雜壓電驅動多體系統發展的基礎問題。採用本項目的研究成果實現了二自由度壓電驅動快反鏡的精密定位控制，並用於天文望遠鏡的星光跟蹤系統，有效地提高了成像清晰度。
