piezoelectric 纳米定位的集成主动阻尼与滤波复位跟踪控制
系统与控制
2026-02-12 v1 系统与控制
摘要
压电纳米定位系统常受轻质共振阻尼和线性反馈的增益-相位约束限制，这限制了可实现的带宽和跟踪性能。本文提出了一种双环体系结构，将内环非最小相位共振控制器（NRC）用于主动阻尼，搭配外环跟踪控制器，后者增强了由常数增益、相位lead-in-phase（CgLp）复位元素提供的在目标交叉处的相位lead。我们指出，过于激进地调整 CgLp 设计以获得更大的相位lead会引入显著的高阶谐波，损害特定频段的误差灵敏度并导致多次复位行为。为此，我们在复位触发路径中引入滤波器，以调节复位动作并抑制谐波引起的效应，同时保持所需的交叉相位恢复。所提出的控制器在工业压电纳米定位器上实现了实时控制，实验显示相对于经过良好调校的线性基线，开放环交叉频率提高了约 55~Hz，闭环带宽提高了约 34~Hz。
引用
@article{arxiv.2602.10724,
title = {Integrating Active Damping with Shaping-Filtered Reset Tracking Control for Piezo-Actuated Nanopositioning},
author = {Aditya Natu and Xiaozhe Hu and Hassan HosseinNia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.10724},
year = {2026}
}