国家自然科学基金(50877046)
- 作品数：4 被引量：31H指数：3
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- 相关机构：泰山学院山东大学青岛理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金泰安市科技发展计划项目山东省优秀中青年科学家科研奖励基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信一般工业技术电气工程更多>>
- 压电工作台的神经网络建模与控制被引量：19
- 2012年
- 建立了压电工作台的神经网络在线辨识模型并设计了相应的自适应控制器以抑制压电工作台迟滞特性、蠕变特性及动态特性对其微定位精度的影响。采用双Sigmoid激活函数对神经网络激活函数进行了改进,同时分析了改进激活函数的神经网络模型与PI迟滞模型在迟滞建模上的异同。设计了基于改进激活函数的3层BP神经网络作为压电工作台的在线辨识模型,推导了网络权值、阈值及激活函数阈值修正公式。最后,基于神经网络模型设计了压电工作台的自适应控制方案,该控制方案利用另外一个神经网络来完成对PID控制器参数的自适应调整。实验结果表明:提出的神经网络在线辨识模型平均误差为0.095μm,最大误差为0.32μm;自适应控制方案跟踪三角波的平均误差为0.070μm,最大误差为0.100μm;跟踪复频波的平均误差为0.80μm,最大误差为0.105μm。实验数据显示压电工作台的定位精度得到了有效提高。
- 张栋张承进魏强田艳兵赵景波李现明
- 关键词：神经网络自适应控制
- SECM微纳米定位建模及控制器设计被引量：2
- 2009年
- 为适应扫描电化学显微镜(SECM)常规应用中100nm左右的微定位精度需求,同时降低其微定位控制器的成本,在分析SECM压电工作台运动定位数学模型的基础上,结合SECM实际应用中的特点,将压电工作台数学模型进行了合理的简化,并在此基础上设计了算法简单且易于实现的开环微定位控制器。以CHI900B型扫描电化学显微镜的三维压电工作台为实验对象进行建模和控制器设计,实验结果表明,压电工作台运动定位平均跟踪误差和最大跟踪误差分别为0.093、0.115μm,误差约0.1μm,可满足SECM常规应用中的微定位精度需求。建模过程和控制器设计简单易行且无须额外的微定位传感器,适于SECM的常规应用。
- 张栋张玉林李现明魏强
- 关键词：扫描电化学显微镜控制器
- 扫描电化学显微镜压电工作台的建模与控制被引量：5
- 2009年
- 为提高扫描电化学显微镜(SECM)微定位系统的运动定位精度,对其压电工作台的数学模型和控制器设计进行了研究。介绍了压电工作台的动态迟滞模型方程和采用Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞算子的动态迟滞模型,并在此基础上设计了压电工作台的复合控制方案。以CHI900B型扫描电化学显微镜的三维压电工作台为实验对象,对动态迟滞模型的具体建模过程进行了阐述,并验证了控制器的性能。在100 V/s和900 V/s两种不同输入电压速率下进行运动定位实验,动态迟滞模型平均误差分别为0.08μm和0.11μm,精度明中显优于压电工作台的线性动态模型和PI迟滞模型。复合控制方案下,系统跟踪±400μm/s任意三角波的平均误差为0.085μm,最大误差为0.105μm;跟踪复频波的平均误差为0.105μm,最大误差为0.115μm。控制效果较好。
- 张栋张玉林李现明魏强
- 关键词：扫描电化学显微镜
- 基于迟滞观测器的压电工作台自适应控制被引量：5
- 2011年
- 为提高压电陶瓷驱动的微定位工作台的精度和速度,设计了一种基于迟滞状态观测器的自适应控制系统.在分析压电陶瓷迟滞非线性特性和工作台结构的基础上,建立了压电工作台的动态迟滞模型.迟滞观测器用于估计由位移偏差、传递函数、迟滞变量和扰动而产生的不确定误差,对神经网络控制器的输出量进行补偿,使工作台的位移跟随参考值.基于李雅普诺夫稳定理论推导了迟滞观测器的自适应调节律.实验结果表明,采用带有迟滞观测器的自适应控制系统时,在30μm、1 Hz正弦信号作用下,工作台的平均定位误差从之前的0.39μm减小到了0.19μm,对迟滞特性的非对称拟合平均误差由0.42μm减小到0.22μm,在10μm阶跃输入时的平均定位误差从0.22μm减小到了0.13μm,稳定时间由0.19 s缩短为0.08 s,定位工作台的性能得到明显的改善,能够满足实验要求.
- 魏强吴顺伟曹会国胡承忠李现明
- 关键词：压电陶瓷精密工作台神经网络自适应控制
