基于光纖光柵的PZT自適應(yīng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、PZT系列壓電陶瓷廣泛應(yīng)用于人們生活的方方面面，基于壓電陶瓷制造的設(shè)備多種多樣，包括高壓點火裝置、壓力計、微位移驅(qū)動器、壓電變壓器等。雖然壓電陶瓷已有數(shù)十年的研究歷史，但對于新型壓電體材料的研制和控制方法的研究卻從未停止。
　　目前有許多關(guān)于壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，比如PI模型、Duhem模型等。這些模型在低頻電壓信號驅(qū)動壓電陶瓷時有較高的準(zhǔn)確性，但在中高頻信號驅(qū)動時會有比較大的誤差，并在高頻信號驅(qū)動時，傳統(tǒng)的形變測量裝置不

2、能很好測量 PZT的振幅。針對這類問題，本文采用基于光纖光柵的測量系統(tǒng)來測量PZT壓電陶瓷在較高頻率下的輸出振幅，對PZT的固定頻率輸入電壓信號和輸出機(jī)械振幅進(jìn)行建模，選擇合適的自適應(yīng)控制算法，進(jìn)而實現(xiàn)在不同負(fù)載條件下都能夠較為精確地控制PZT振幅輸出的控制系統(tǒng)。具體的研究工作如下：
　?。?）研究光纖光柵傳感器的測量原理，通過高速光纖光柵解調(diào)儀和固定在PZT形變測量裝置上的光纖光柵傳感器，獲得PZT在振動時引起的光纖光柵中光波波

3、長的數(shù)據(jù)，并通過研究光纖光柵傳感器的反射中心波長變化量與壓電陶瓷形變量之間的關(guān)系，獲得 PZT在交流電壓驅(qū)動下的產(chǎn)生的機(jī)械振動的振幅數(shù)據(jù)。
　?。?）分析現(xiàn)有壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)模型在較高頻率電壓信號輸入時的存在的問題，并通過研究 PZT輸入固定頻率交流信號幅值和輸出機(jī)械振動振幅之間的關(guān)系，為 PZT的輸入輸出特性建立合適的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合光纖光柵形變測量系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)，運用帶遺忘因子的遞推增廣最小二乘法對 PZT的振動模型的參數(shù)進(jìn)行