圧電アクチュエータのための誤差の積分状態変数を用いた反転型モデル予測制御

圧電アクチュエータは、さまざまなナノ位置決めシステムで広く使用されています。圧電アクチュエータが示すヒステリシスは、その挙動を悪化させ、したがって位置決めシステムの追従性能を低下させる可能性があります。システムの性能を改善するために、ヒステリシスの制御が大きな注目を集めています。コントローラ設計で解決すべき問題の一つは、圧電アクチュエータに適用される可能性のある制約（例えば、入力電圧）への対処方法です。圧電アクチュエータに過負荷をかけないために、制御方式には通常サチュレーションのメカニズムが採用されますが、これにより制御性能が低下する可能性があります。本論文では、圧電アクチュエータのヒステリシスを補償するために、誤差の積分状態変数を持つ反転型モデル予測制御の開発を示します。提案された手法は、コントローラ設計における制約の考慮を可能にします。提案手法のゼロ定常状態誤差と外乱拒否特性についての理論的証明も提供されます。制御手法の有効性を確認するために実験が行われ、提案手法が圧電アクチュエータの性能を改善できることが示されました。