基于磁滞内核的电/磁流变执行器非线性力的建模方法及其跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磁滞内核的电/磁流变执行器非线性力的建模方法及其跟踪方法，包括：基于磁滞内核的磁滞特性建模；基于磁滞内核建立的电/磁流变执行器的非线性力模型；基于磁滞内核的电/磁流变执行器非线性模型的力跟踪方法。本发明专利技术能够准确地模拟、预测、跟踪各执行器的磁滞非线性特性，从而能够更准确的输出控制系统所需要的期望阻尼力并应用在振动/冲击等快速控制系统中。

Modeling and Tracking Method of Nonlinear Force of Electric/Magnetorheological Actuator Based on Hysteresis Kernel

The invention discloses a modeling method and a tracking method for the non-linear force of an electro-magnetic rheological actuator based on the hysteresis core, including: the hysteresis characteristic modeling based on the hysteresis core; the non-linear force model of an electro-magnetic rheological actuator based on the hysteresis core; and the force tracking method based on the non-linear model of an electro-magnetic rheological actuator based on the hysteresis core. The present invention can accurately simulate, predict and track the hysteresis nonlinearity characteristics of each actuator, so as to output the desired damping force needed by the control system more accurately and apply it in the fast control system such as vibration/shock.

【技术实现步骤摘要】
基于磁滞内核的电/磁流变执行器非线性力的建模方法及其跟踪方法
本专利技术涉及机械系统动力学建模及非线性控制领域，更具体地说是一种基于磁滞内核的磁滞非线性力建模与跟踪方法。
技术介绍
磁滞特性广泛存在于各种工程领域，如基于电/磁流变液、压电陶瓷、形状记忆合金等智能材料的智能设备、结构元件、机械系统以及能量耗散系统等。但由于其固有的强非线性磁滞特性，建立高效且准确的数学模型来描述其磁滞非线性力学特性是一项具有挑战性的任务，其精准的非线性跟踪与非线性力控制也就难以实现。磁滞非线性计算方法的大多研究是在大量的试验基础上，尤其是通过对磁滞环特性的理解，已有不少可以进行有效磁滞非线性模拟和计算的方法可以参考。在已有的模型和计算方法中，主要有Bingham模型、多项式模型、Sigmoid模型、神经网络模型、Dahl模型、LuGre模型和基于Bouc-Wen算子的磁滞模型等。但是Bingham模型、多项式模型、Sigmoid模型和神经网络模型等不能很好地描述和/或预测磁滞非线性特性；而Dahl模型、LuGre模型和基于Bouc-Wen算子的磁滞模型等，虽然具有较好的磁滞表征能力，但多由微分方程组成、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁滞内核的电/磁流变执行器非线性力的建模方法，其特征在于是按如下步骤进行：步骤1：设置所述电/磁流变执行器的磁滞内核的参数，包括：t时刻的磁滞输出z(t)、t时刻的磁滞模型输入位移激励x(t)、t时刻的速度激励

【技术特征摘要】
1.一种基于磁滞内核的电/磁流变执行器非线性力的建模方法，其特征在于是按如下步骤进行：步骤1：设置所述电/磁流变执行器的磁滞内核的参数，包括：t时刻的磁滞输出z(t)、t时刻的磁滞模型输入位移激励x(t)、t时刻的速度激励t时刻的虚拟位移S(t)、t时刻的磁滞输出z(t)、虚拟位移参考点S0和位移参考点x0；初始化t＝1；随机初始化t-1时刻的虚拟位移S(t-1)；且S(t-1)不为0；随机初始化t-1时刻的位移激励x(t-1)；令t-1时刻的磁滞输出z(t-1)为区间[-1,1]中任意数；将t-1时刻的虚拟位移S(t-1)赋值给虚拟位移参考点S0，将t-1时刻的位移激励x(t-1)赋值给位移参考点x0；步骤2：根据磁滞模型t时刻输入的速度激励的符号判别磁滞内核的工作模式：当的符号为正时，表示所述磁滞内核t时刻工作在加载模式；当的符号为负时，表示所述磁滞内核t时刻工作在卸载模式；当为零时，表示所述磁滞内核t时刻的磁滞输出z(t)保持不变；步骤3：判断是否成立，若成立，则利用式(1)和式(2)分别更新虚拟位移参考点S0和位移参考点x0，得到更新后的虚拟位移参考点S′0和位移参考点x′0并分别赋值给S0和x0，否则，保持虚拟位移参考点S0和位移参考点x0不变：x′0＝x(t-1)(2)式(1)中，函数和为两个功能函数g1(S(t))和g2(S(t))的逆函数；a为磁滞非线性曲线调整参数，且a＞0；步骤4：利用式(3)计算t时刻的虚拟位移变量S(t)，使得虚拟位移变量S(t)在加载模式中恒为正数，在卸载模式中恒为负数：S(t)＝S0+x(t)-x0(3)步骤5：利用式(4)实时计算t时刻的磁滞输出z(t)，从而构建磁滞内核：式(4)中，函数g1(S(t))和g2(S(t))为调整磁滞非线性曲线的功能函数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：白先旭，杨森，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34