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公开(公告)号：CN114527638B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202111439202.2
申请日：2021-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种压电驱动三闭环控制系统及其控制系统。基于电机的机电耦合模型与动力学模型，利用BP神经网络辨识电机的输出力—控制电压的非线性模型；基于电压的非线性模型建立压电驱动三闭环控制系统；基于压电驱动三闭环控制系统建立位置环，包括位置PI控制器；基于压电驱动三闭环控制系统建立速度环，包括速度PI控制器、输出力观测器与的输出力控制电压的非线性辨识模型；基于压电驱动三闭环控制系统建立电压环，包括电压PID控制器；将控制电压信号接入驱动器，产生电机的驱动电压，驱动电机运动。本发明为了解决由于超声电机自身工作原理难以进行精确建模，未能实现压电精准控制的问题。
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公开(公告)号：CN114237045B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202111437019.9
申请日：2021-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明是一种无传感器式压电驱动闭环控制方法。本发明涉及压电驱动控制技术领域，采集多组驱动电压与对应导纳值，基于BP神经网络完成导纳模型的辨识；建立无传感器式压电驱动闭环控制系统，采集超声电机两相驱动电压信号，通过电压传感器采集超声电机的两相驱动电压幅值；根据驱动电压信号，基于U‑F非线性模型解算电机实时驱动力；根据实时驱动力，基于速度观测器获取电机实时速度值；根据电机实时速度值与给定速度的差值，通过模糊自适应速度PI控制器产生对应控制电压；将产生的控制电压信号接入驱动器，产生两相驱动电压，并将产生的两相驱动电压信号接入所述超声电机，驱动电机运动。
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公开(公告)号：CN115600480A
公开(公告)日：2023-01-13
申请号：CN202210663552.5
申请日：2022-06-13
Applicant: 哈尔滨工业大学(CN)
Abstract: 一种针对压电换能器的全局线性化频散迟滞建模方法、装置、计算机设备及存储介质，涉及压电迟滞建模技术领域。解决了传统压电迟滞模型集中于非频散迟滞建模，导致压电换能器迟滞建模精度低、适用带宽受限的问题。所述方法包括：采集待建模的压电换能器的多组驱动信号，获取压电换能器的多组输出位移；根据驱动信号与输出位移获取压电换能器的迟滞斜率；根据压电换能器的迟滞斜率构建全局线性化迟滞模型；获取全局线性化迟滞模型的神经网络结构；获取的驱动信号和输出位移、所述全局线性化迟滞模型建立训练集；对全局线性化迟滞模型的神经网络结构进行辨识，获取压电换能器的全局线性化频散迟滞模型。适用于压电迟滞技术领域。
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公开(公告)号：CN113916411B
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202111110818.5
申请日：2021-09-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于全局线性化Koopman状态观测器的预紧力测量方法，属于超声电机精密定位技术领域，解决现有现在国内关于超声电机预紧力的在线测量方法比较缺失问题。本发明的方法包括：在定子上设置若干个压电陶瓷，每个所述压电陶瓷分别设置在相应的预紧力加载机构的中心轴线与定子相交的位置上；将所述压电陶瓷的输出电荷通过电荷放大器进行放大，获取增强输出电压；建立全局线性化Koopman状态观测器；利用所述全局线性化Koopman状态观测器，并根据所述增强输出电压，获取所述压电陶瓷对应的预紧力预测值。本发明适用于对超精密压电定位系统的预紧力进行测量，可用于各类超声电机的控制方案中，具有精度高、易于实现等优点。
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公开(公告)号：CN111523236A
公开(公告)日：2020-08-11
申请号：CN202010329026.6
申请日：2020-04-24
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明是基于Koopman算子的压电陶瓷迟滞模型线性化辨识方法，属于精密定位领域。本发明为了解决利用压电陶瓷执行器在实际应用中存在的迟滞问题，进而提出了基于Koopman算子的压电陶瓷迟滞模型线性化辨识方法。本发明方法包括：步骤一、建立压电陶瓷的迟滞模型结构；步骤二、确定压电陶瓷的迟滞模型参数；步骤三、利用仿真软件得到大量仿真数据；步骤四、进行基于Koopman算子的深度学习训练；步骤五、确定基于Koopman算子的压电陶瓷迟滞模型线性化模型。本发明适用于压电陶瓷驱动器控制与精密定位。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113890411B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202111144046.7
申请日：2021-09-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于Koopman状态观测器的驻波直线超声电机的多模式组合控制方法及系统，其中，该方法包括：基于Koopman状态观测器设计驻波直线超声电机的多模式组合控制策略；在高频模式下，考虑驻波直线超声电机的温漂特性设计基于跟踪最优频率的双相控制驱动策略；在过渡模式下，考虑驻波直线超声电机的速度控制受死区特性限制，设计带模糊逻辑死区补偿的单相神经网络PID控制驱动策略；在直流模式下，考虑驻波直线超声电机的滞后与蠕变的非线性制约定位精度，设计基于全局线性化理论的迟滞预测补偿驱动策略。该方法解决了直线驻波直线超声电机在实际应用中存在的大行程高速与高精度高稳定无法兼顾的问题。
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公开(公告)号：CN111464062A
公开(公告)日：2020-07-28
申请号：CN202010329028.5
申请日：2020-04-24
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: H02M7/5387
Abstract: 一种超声电机零电压-零电流软开关式驱动方法，涉及两相致动器的驱动技术领域。本发明是解决了传统超声电机驱动电路中损耗高、发热量大等问题。所提出的方法通过优化设计匹配电感感值大小、缓冲电容容值大小、死区时间数值和延迟时间数值，实现了串联电感与缓冲电容器间的谐振，进而使功率管可实现零电压和零电流开关。本发明两相伪全桥逆变的两个信号输入端连接电网，两相伪全桥逆变电路的两个信号输出端分别连接匹配电路的两个信号输入端，匹配电路的输出端分别用于连接两相超声电机。
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公开(公告)号：CN115600480B
公开(公告)日：2023-06-27
申请号：CN202210663552.5
申请日：2022-06-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种针对压电换能器的全局线性化频散迟滞建模方法、装置、计算机设备及存储介质，涉及压电迟滞建模技术领域。解决了传统压电迟滞模型集中于非频散迟滞建模，导致压电换能器迟滞建模精度低、适用带宽受限的问题。所述方法包括：采集待建模的压电换能器的多组驱动信号，获取压电换能器的多组输出位移；根据驱动信号与输出位移获取压电换能器的迟滞斜率；根据压电换能器的迟滞斜率构建全局线性化迟滞模型；获取全局线性化迟滞模型的神经网络结构；获取的驱动信号和输出位移、所述全局线性化迟滞模型建立训练集；对全局线性化迟滞模型的神经网络结构进行辨识，获取压电换能器的全局线性化频散迟滞模型。适用于压电迟滞技术领域。
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公开(公告)号：CN113885321B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202111144037.8
申请日：2021-09-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于记忆相关Koopman的双模超声电机死区模糊补偿与线性预测控制方法及系统，其中，该方法包括：构建新型记忆相关Koopman预测器；基于新型记忆相关Koopman预测器进行新型自编码神经网络的深度辨识，以设计基于新型记忆相关Koopman预测器的线性预测补偿控制策略；利用基于新型记忆相关Koopman预测器的线性预测补偿控制策略对超声电机的调速线性化，并基于模糊推论对死区宽度随负载变化的超声电机进行补偿，以构造出一个无调速死区的被控对象。该方法不仅可以有效补偿双模超声电机的调速特性在不同负载情况下的死区，而且能够实现速度调节特性的线性化。
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公开(公告)号：CN113890411A
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202111144046.7
申请日：2021-09-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于Koopman状态观测器的驻波直线超声电机的多模式组合控制方法及系统，其中，该方法包括：基于Koopman状态观测器设计驻波直线超声电机的多模式组合控制策略；在高频模式下，考虑驻波直线超声电机的温漂特性设计基于跟踪最优频率的双相控制驱动策略；在过渡模式下，考虑驻波直线超声电机的速度控制受死区特性限制，设计带模糊逻辑死区补偿的单相神经网络PID控制驱动策略；在直流模式下，考虑驻波直线超声电机的滞后与蠕变的非线性制约定位精度，设计基于全局线性化理论的迟滞预测补偿驱动策略。该方法解决了直线驻波直线超声电机在实际应用中存在的大行程高速与高精度高稳定无法兼顾的问题。
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