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压电陶瓷以定位精度高、尺寸小、抗电磁干扰能力强等优点在微位移促动领域得到了广泛的应用,以压电陶瓷为执行器的微位移促动系统的性能不仅取决于执行器本身,更与其驱动电源的性能紧密相关,因此研制一款适用于压电陶瓷的驱动电源具有重要的意义。当前此类驱动电源的主要问题是并未关注负载的迟滞特性,为了改善该特性的带来的不利影响,本文采用了针对性方案设计了一款驱动电源。针对压电陶瓷的迟滞特性,搭建了Preisach数学模型模拟其迟滞环效应,总结了压电陶瓷输入输出非线性及模型参数时变性的特性,根据负载特性分析了驱动电源的需求并提出了设计准则;针对输出电压稳态纹波噪声和电源效率之间的矛盾,提出了开关线性复合架构的主功率设计方案。前级开关辅助电源模块的电压实时跟踪驱动电源输出电压变化,在满足驱动电源输出电压低稳态纹波噪声的要求下,降低了线性功率部分的热耗功率;针对瞬时充电电流过大引起的电压超调问题,采用了比例电流源作为电流限幅电路的方案。驱动电源输出电流限幅值动态跟踪输出电压,在满足响应速度指标的条件下,达到了输出电压零超调的目的,改善了压电陶瓷的迟滞环效应带来的不利影响;针对压电陶瓷模型的输入电压与输出位移间的非线性和模型参数的时变性,采用了模糊自适应PID控制策略。模糊控制器根据被控对象的特征参数对PID控制器的三个控制参数进行在线调整,在动态性能上取得了更好的控制效果。基于上述理论分析,搭建了压电陶瓷驱动电源实验样机。稳态性能测试结果显示,开关线性复合架构使得输出电压稳态纹波噪声小于7 mV,主电路损耗下降57.1%,一小时输出电压波动小于20 mV;动态性能测试结果显示,输出电压最大响应时间为85 ms,达到了零超调,模糊自适应PID相比于PID取得了更好的动态控制效果。以上实验结果验证了理论分析的正确性。