Reduction of Residual Vibration in Displacement-Amplified Micro-Electromagnetic Actuators with Non-linear Dynamics Using Input Shaping
Reduction of Residual Vibration in Displacement-Amplified Micro-Electromagnetic Actuators with Non-linear Dynamics Using Input Shaping
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使用输入整形减少具有非线性动力学的位移放大微电磁执行器中的残余振动
DOI：
10.1109/aim.2018.8452238
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Nabae, Hiroyuki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Eaglin, Gerald;Vaughan, Joshua;Nabae, Hiroyuki
微电磁致动器已被用于许多领域和工业中的系统，例如微加工系统、定位平台和机器人操纵器。小型电磁致动器能够提供具有高定位精度的快速运动。本文提出的致动器利用位移放大机构，以增加最大行程长度，可以实现。该致动器的动力学是非线性的，这是由于所施加的力对线圈和放大机构之间的间隙距离的依赖性。这种非线性导致PID控制的性能相对于致动器的位移而变化。本文提出的控制方法，以限制超调所造成的非线性使用PID控制和鲁棒输入整形器的组合。使用鲁棒输入整形器来考虑整个工作空间的参数变化，组合控制器消除了超调，同时保持较短的建立时间。仿真结果证明了所提出的方法的性能。
Micro-electromagnetic actuators have been used in many fields and industries for systems such as microftuidic systems, positioning stages, and robotic manipulators. Small-scale electromagnetic actuators are able to provide rapid motion with high positioning accuracy. The actuator presented in this paper utilizes a displacement amplification mechanism to increase the maximum stroke length that can be achieved. The dynamics of this actuator are nonlinear due to the dependence of the applied force on gap distance between the coils and the amplification mechanism. This nonlinearity causes the performance of PID control to vary with respect to the displacement of the actuator. The control method proposed in this paper to limit the overshoot resulting from nonlinearity uses a combination of PID control and robust input shapers. Using robust input shapers to account for parameter variation across the workspace, the combined controller eliminates the overshoot while maintaining short settling times. Simulations are presented to demonstrate the performance of the proposed method.
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简单非线性系统的输入整形
DOI：
--
发表时间：
2002
期刊：
Proceedings of the 2002 American Control Conference (IEEE Cat. No.CH37301)
影响因子：
--
作者：
Jonathan Y. Smith;K. Kozak;W. Singhose
通讯作者：
W. Singhose
DOI：
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发表时间：
1996
期刊：
影响因子：
--
作者：
E. Crain;W. Singhose;W. Seering
通讯作者：
W. Seering
DOI：
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发表时间：
--
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Z. Qiu;J. Pulskamp;Xianke Lin;Choong-Ho Rhee;Thomas D. Wang;R. Polcawich;K. Oldham
通讯作者：
Z. Qiu;J. Pulskamp;Xianke Lin;Choong-Ho Rhee;Thomas D. Wang;R. Polcawich;K. Oldham
DOI：
10.1109/tmech.2014.2360316
发表时间：
2015-08
期刊：
IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
影响因子：
--
作者：
Hiroyuki Nabae;T. Higuchi
通讯作者：
Hiroyuki Nabae;T. Higuchi
具有感应位置传感功能的电磁线性执行器
DOI：
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发表时间：
1996
期刊：
影响因子：
--
作者：
H. Guckel;T. Earles;J. Klein;J. Zook;T. Ohnstein
通讯作者：
T. Ohnstein