论文摘要：超磁致伸缩结构动态迟滞非线性系统的建模与控制

超磁致伸缩智能作动器（Giant Magnetostrictive Actuator，简称GMA）具有大输出力、大输出位移、精度高、响应速度快等优点，在高精度定位和隔振致稳中有广泛的应用。然而，GMA固有的动态迟滞非线性特性影响了系统的控制精度和稳定性。因此研究超磁致伸缩智能结构的动态迟滞非线性建模与控制具有重要的理论意义和应用价值。本论文主要内容包括：1. 基于Hammerstein模型结构建立GMA的率相关迟滞模型。GMA率相关迟滞模型由静态迟滞非线性模块和动态线性模块组成，其中静态迟滞非线性模块用广义PI模型描述；动态线性模块由实验辨识出的传递函数描述。建模结果与实验结果的比较验证了所建模型的有效性。2. 采用前馈逆补偿+反馈复合控制结构对GMA进行跟踪控制。前馈逆补偿控制器采用所建动态模型的逆模型，反馈控制器分别采用增量PID和单神经元PID控制方法。对单频和复合频率信号的跟踪实验结果验证了所设计控制器的正确性和有效性。3. 基于所建GMA的动态迟滞模型设计 鲁棒控制器。首先由实验得到GMA的线性动态部分模型的误差界，然后分别采用单自由度控制结构和二自由度控制结构，设计了 鲁棒控制器。仿真和实验结果验证了所设计的控制器的有效性。4. 以GMA驱动的智能光轴反射镜为控制对象，考虑智能结构的动态迟滞非线性、模型参数不确定性、外界干扰以及两通道之间的相互耦合等因素，采用二自由度控制结构设计了 鲁棒控制器。仿真与实验结果验证了所设计控制器的正确性和有效性。