非对称线性包络函数修正Prandtl-Ishlinskii模型的压电快反镜迟滞补偿

压电快反镜（Piezoelectric Fast Steering Mirror， PFSM）固有的迟滞特性严重制约了其在精密定位系统中的控制精度。为此，从时间复杂度、求逆必要条件及误差来源3个核心维度，系统对比了常见包络函数的性能差异，综合性选取了非对称线性包络函数，采用了基于非对称线性包络函数的率相关广义Prandtl-Ishlinskii模型（Rate-Dependent Generalized Prandtl-Ishlinskii Model with Asymmetric Linear Envelope Function， LRGPI）。为解决迟滞的率相关问题，引入导数项拓宽了模型的适用频率范围。随后，构建LRGPI逆模型前馈，对比验证迟滞补偿的有效性。最后，设计基于逆模型前馈的复合控制方法，抑制外界干扰的影响。仿真实验表明，LRGPI逆模型前馈控制相较于基于tanh包络函数的率相关广义PI（Tanh Envelope-Based Rate-Dependent Generalized Prandtl-Ishlinskii Model，TRGPI）逆模型和基于三次项包络函数的率相关广义PI（Cubic Envelope-Based Rate-Dependent Generalized Prandtl-Ishlinskii Model，CRGPI）逆模型，迟滞补偿的带宽分别提高了5.78%和28.69%。基于逆模型前馈补偿的对比实验进一步表明，LRGPI逆模型前馈控制的RMSE相比PI逆模型、TRGPI和CRGPI逆模型分别减少了62.7%，23.2%和26.4%，充分证明LRGPI模型在解决PFSM的迟滞行为方面具有显著的优越性和稳定性。