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现代控制策略的共性分析与研究动态

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而,还有一些先进的微纳运动控制策略,不仅要求系统具有精确的微纳定位性能,而且要求系统具有优异的动态性能,但有的性能则是一对矛盾体,如大行程和高精度、快速定位和高分辨率、低速性和高速性等。

现代控制策略的共性分析与研究动态

随着研究的深入,在最为常用的PID基本控制策略基础上,各种新型微纳运动控制策略不断涌现。这些控制策略都是根据微纳运动系统各自的突出特点及应用要求,有效地将各种控制策略结合在一起组成的复合控制策略,以补偿其中单一控制策略的不足。但是,这些看似毫无联系的高精度闭环控制策略和方法却有一个共性:其控制和反馈变量一般是目标对象的实际位移、速度及其误差和变化率等。然而,还有一些先进的微纳运动控制策略,不仅要求系统具有精确的微纳定位性能,而且要求系统具有优异的动态性能,但有的性能则是一对矛盾体,如大行程和高精度、快速定位和高分辨率、低速性和高速性等。

因此,依据应用场合要求,需要选择不同的微纳运动系统和相应的微纳运动控制策略。同时,在微纳运动实现技术上应开展进一步研究,对于具有高动态性能的微纳运动系统的控制策略,将加速度甚至加加速度作为反馈变量信号纳入控制策略是必须的。但在实践中,人们很少能遇到相关对象可有效利用的加速度测量,这种现象的产生有几个原因:首先,性能优良的加速度计非常昂贵,而且还没有组件的使用标准;其次,加速度计的信号一般非常嘈杂,这限制了其在振动、冲击和力测量,以及高频颤振抑制和微纳精密运动控制中的应用。但是随着传感技术的发展和加速度计成本的显著降低,基于加速度测量的闭环反馈控制方法将是一个值得学者们努力研究的方向。对于加速度信号反映系统实际的最重要的动态响应性能,可以利用更多的加速度信号,设计全状态反馈控制器来替代PID控制器。这种额外的状态反馈可以得到某些改善结果。因此,结合实际位移、速度及加速度反馈信号的测量技术,进一步研究全新的全状态反馈控制器,并将其运用到各个领域,以实现高品质微纳定位与运动控制,这将会有很大发展空间,需要学者们不断地研究探索。(www.xing528.com)

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