基于PSO算法的压电换能器控制策略研究

摘要

压电换能器驱动系统通过机电耦合效应实现高效能量转换，但其动态特性易受谐振频率漂移和负载扰动的影响。针对不同压电换能器模型，引入粒子群优化算法，能够有效优化控制器参数，显著减少参数整定时间。对于谐振频率动态失谐问题，本文设计了基于PSO的比例—积分—微分(PID)控制器，相较于传统PID控制，PSO-PID在频率追踪精度和响应速度上均有显著提升。针对功率输出扰动抑制需求，开发了基于线性自抗扰控制(LADRC)的功率控制器，利用非线性观测器补偿负载波动引起的系统不确定性。仿真结果表明：PSO-LADRC在负载突变时展现出优异的功率稳定性与动态调节能力，其控制效果优于PSO-PID控制。通过建立Simulink仿真模型，验证了控制策略的有效性。

关键词

压电换能器 / 粒子群优化(PSO)算法 / 比例—积分—微分(PID) / 线性自抗扰控制(LADRC)