王丹梅，冯伟峰

（西南交通大学电气工程学院，成都 611756）

基于BP神经网络的超磁致作动器建模与控制

王丹梅，冯伟峰

（西南交通大学电气工程学院，成都 611756）

超磁致作动器的迟滞非线性是其应用的一大障碍，对此基于BP神经网络建立超磁致作动器GMA的Hammerstein模型，在此模型基础上，设计前馈逆补偿与PID反馈控制相结合的复合控制策略。针对建模范围内的所有单频和复合频率的输入信号，控制器都能保证跟踪控制效果。通过实验实时跟踪的结果进一步验证建模和控制的效果。

迟滞非线性；超磁致作动器；BP神经网络；Hammerstein模型

0 引言

基于磁致稀土，利用其能反应磁场变化作出形变的特性制作而成的执行器，称为超磁致作动器（GMA, Giant Magnetostrictive Actuators），以棒状结构的伸张缩反应磁场变化。由于超磁致作动器储能效率高，远高于镍制品和压电陶瓷，此外响应速度快，能够及时以伸缩反应磁场。因此超磁致作动器常常应用在在微米级别的微位移精确控制领域中。但作动器表现出明显的率相关性，难以得到精确模型、带来控制效果变差等问题。

目前建模方法大致可以分为三种。根据超磁致物理作用机理的物理建模、根据系统输入输出的唯象建模、根据模拟人认知行为的智能方法建模。

对迟滞系统的控制方法，主要有逆补偿控制、不直接求逆以及智能算法等方法，其中逆补偿控制是最主要的方法。在反馈控制策略的研究中，如何使系统使用对象使用不确定性、满足规定性能指标是学者常见研究方向。……