| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-38页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第14-17页 |
| 1.2 IPMC致动器的应用与控制方法研究现状 | 第17-23页 |
| 1.2.1 IPMC应用简介 | 第17-19页 |
| 1.2.2 IPMC的致动机理研究简介 | 第19-20页 |
| 1.2.3 IPMC致动器控制方法研究现状与存在问题 | 第20-23页 |
| 1.3 压电陶瓷致动器的应用与控制方法研究现状 | 第23-36页 |
| 1.3.1 压电效应的微观产生机理 | 第23-24页 |
| 1.3.2 压电陶瓷致动器在微纳操作应用中的优势及问题 | 第24-26页 |
| 1.3.3 磁滞特性建模方法的研究进展 | 第26-32页 |
| 1.3.4 磁滞建模补偿技术在微纳操作中的应用与存在问题 | 第32-36页 |
| 1.4 本文研究目的和内容 | 第36-38页 |
| 第2章 基于周期输出反馈理论的IPMC致动器输出力自适应控制方法研究 | 第38-58页 |
| 2.1 引言 | 第38页 |
| 2.2 IPMC的后向松弛现象建模及辨识 | 第38-42页 |
| 2.3 POF、IPOF控制器的设计及仿真测试 | 第42-49页 |
| 2.3.1 周期输出反馈(POF)控制器的设计及仿真 | 第43-47页 |
| 2.3.2 改良型积分周期输出反馈(IPOF)控制器设计 | 第47-49页 |
| 2.4 自适应积分周期输出反馈(AIPOF)控制器设计 | 第49-53页 |
| 2.5 实验设置及控制器效果验证 | 第53-57页 |
| 2.5.1 实验平台搭建 | 第53页 |
| 2.5.2 IPMC输出力跟踪控制实验 | 第53-57页 |
| 2.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 第3章 基于类滑模方法的IPMC致动器位移自适应控制方法研究 | 第58-80页 |
| 3.1 引言 | 第58页 |
| 3.2 IPMC柔性致动器后向松弛、磁滞特性的建模与辨识 | 第58-65页 |
| 3.2.1 IPMC致动器的后向松弛与磁滞特性产生机理 | 第58-62页 |
| 3.2.2 IPMC的磁滞模型、广义蠕变模型及混合模型建模比较 | 第62-65页 |
| 3.3 基于IPMC磁滞蠕变模型的自适应逆(AI)控制器设计 | 第65-70页 |
| 3.3.1 磁滞蠕变逆控制器设计及稳定性分析 | 第65-67页 |
| 3.3.2 基于IPMC的磁滞蠕变模型的AI控制器设计及实验验证 | 第67-70页 |
| 3.4 离散自适应类滑模控制器(DASMIC)设计及实验验证 | 第70-77页 |
| 3.4.1 基于混合模型的DASMLC控制器设计 | 第70-72页 |
| 3.4.2 DASMLC控制器的实验验证 | 第72-77页 |
| 3.5 本章小结 | 第77-80页 |
| 第4章 面向开环微纳操作中定位控制的复杂磁滞综合补偿方法研究 | 第80-108页 |
| 4.1 引言 | 第80页 |
| 4.2 增强型不平行PI (EUPI)磁滞建模方法介绍 | 第80-91页 |
| 4.2.1 UPI算子和EUPI模型 | 第81-85页 |
| 4.2.2 复杂磁滞现象建模及实验验证 | 第85-91页 |
| 4.3 EUPI磁滞逆补偿器(IMUPI)设计和稳定性分析 | 第91-95页 |
| 4.3.1 基于EUPI模型的逆补偿器设计 | 第91-92页 |
| 4.3.2 IM_(UPI)补偿器的稳定性分析及稳定化 | 第92-95页 |
| 4.4 增强型扫描空间自适应磁滞蠕变综合补偿器(ESAH)设计 | 第95-101页 |
| 4.4.1 磁滞蠕变串联模型和磁滞蠕变综合补偿器设计 | 第95-96页 |
| 4.4.2 ESAH综合补偿器设计 | 第96-101页 |
| 4.5 ESAH补偿器在AFM微纳操作设备上的应用 | 第101-107页 |
| 4.5.1 AFM压电陶瓷致动器建模 | 第101-103页 |
| 4.5.2 AFM控制器与ESAH补偿器的定位操作测试比较 | 第103-104页 |
| 4.5.3 IM_(UPI)和ESAH补偿器在AFM微纳操作中的精度比较 | 第104-107页 |
| 4.6 本章小结 | 第107-108页 |
| 第5章 压电陶瓷致动器周期参考轨迹的跟踪定位控制方法研究 | 第108-138页 |
| 5.1 引言 | 第108-109页 |
| 5.2 压电陶瓷致动器串联模型的构建 | 第109-116页 |
| 5.2.1 EUPI磁滞建模方法简介 | 第110页 |
| 5.2.2 EUPI模型增益边界的计算 | 第110-114页 |
| 5.2.3 压电陶瓷致动器的标准型动力学模型 | 第114-116页 |
| 5.3 基于高增益(HGO)观测器的鲁棒d-EUPI-IM控制器设计 | 第116-128页 |
| 5.3.1 基于状态反馈的d-EUPI-IM控制器设计 | 第116-121页 |
| 5.3.2 基于HGO观测器的d-EUPI-IM控制器构架及稳定性分析 | 第121-123页 |
| 5.3.3 面向不确定性系统的鲁棒d-EUPI-IM控制器设计 | 第123-126页 |
| 5.3.4 基于PSO方法的控制器参数优化 | 第126页 |
| 5.3.5 控制误差分析 | 第126-128页 |
| 5.4 鲁棒d-EUPI-IM控制器的实验验证 | 第128-136页 |
| 5.4.1 实验平台的搭建 | 第128页 |
| 5.4.2 实验系统模型辨识及鲁棒d-EUPI-IM控制器设计 | 第128-132页 |
| 5.4.3 参考信号跟踪实验 | 第132-136页 |
| 5.5 本章小结 | 第136-138页 |
| 第6章 总结与展望 | 第138-142页 |
| 6.1 工作总结 | 第138-139页 |
| 6.2 论文创新性 | 第139-140页 |
| 6.3 研究展望 | 第140-142页 |
| 参考文献 | 第142-156页 |
| 附录 | 第156-158页 |
| 致谢 | 第158-160页 |
| 攻读博士期间所做的主要工作 | 第160-162页 |
| 一、发表论文 | 第160页 |
| 二、参与科研项目 | 第160-162页 |
| 作者简介 | 第162页 |
