压电执行器具有输出功率大、带宽高、响应速度快等优点,因此广泛应用于精密定位和测量领域。但压电材料中固有的迟滞非线性会损害系统性能,甚至造成不稳定。因此针对迟滞特性的建模和控制是精密领域的一大研究热点。纯反馈非线性系统是一类比严格反馈非线性系统更具普遍性,更能代表实际系统的复杂非线性系统。由于纯反馈非线性系统往往含有非仿射特性,因此很难实现虚拟控制律和实际控制律的设计。考虑以上情况,针对具有迟滞特性的纯反馈非线性系统自适应控制课题的研究具有重要的理论意义和应用价值。围绕这一课题,基于压电执行器的迟滞特性,开展了迟滞建模和具有迟滞特性的纯反馈系统自适应控制的研究。具体研究内容如下:(1)建立了压电执行器非对称迟滞特性的改进Bouc-Wen模型。考虑压电执行器中迟滞非线性的非对称特性,针对传统Bouc-Wen模型不能用于描述迟滞非对称性这一问题,通过引入一个非对称项到传统模型中来解决上述问题。该模型引入的非对称项能够保证迟滞中间变量有界,为后续的控制器设计提供重要的理论前提。并与其他改进Bouc-Wen模型进行对比,从中能看出该模型参数少、易于控制的优点。根据压电执行器实验平台采集的实验数据和改进粒子群优化算法,通过仿真证明了该改进模型的有效性。(2)建立了基于椭圆曲线的压电执行器率相关迟滞特性模型。与其他数学建模方法相比,椭圆方程由一组参数即可确定模型,因此简化了建模过程。该方法分为迟滞主环和次环两部分进行。在主环方面,通过约束圆锥形式的椭圆曲线来描述主环,利用最佳椭圆拟合算法来辨识椭圆曲线与实验数据。在次环方面,通过对主环进行变换,然后构建次环参数与主环参数之间的关系式。利用上述关系式可以调整次环的角度和形状,从而在主环信息的基础上,实现次环建模。通过实验,基于椭圆曲线的建模方法对主环和次环都有较高的辨识精度,证明了该方法的有效性。(3)设计了具有迟滞特性的纯反馈非线性系统自适应控制器。其中迟滞非线性采用上述第一点提出的改进Bouc-Wen模型来描述。利用纯反馈非线性系统的非仿射函数,将其直接替代状态变量到反推设计的坐标变换中。通过这一替代,省略了纯反馈非线性系统到严格反馈非线性系统的变换过程,避免了变换带来的循环设计和多余不确定项的问题,简化了控制器的设计。基于李雅普诺夫理论进行了闭环系统的稳定性分析。通过仿真案例和实验结果说明了该控制方案的有效性和优越性。针对上述迟滞建模方法和纯反馈非线性系统控制方案,本文开展了研究,并通过Matlab/Simulink仿真和dSPACE DS1103平台实验结果,验证了建模方法的有效性和控制方案的可行性,对实际的建模和控制应用有一定的参考价值。