【技术实现步骤摘要】
压电陶瓷驱动器迟滞非线性高速辨识和补偿的方法及系统
[0001]本专利技术属于迟滞非线性模型参数辨识和补偿领域，具体涉及一种压电陶瓷驱动器迟滞非线性高速辨识和补偿的方法及系统，其为一种采用Preisach迟滞算子映射模型对压电陶瓷驱动器迟滞非线性高速辨识和补偿的方法及系统。
技术介绍
[0002]压电陶瓷驱动器是一种被广泛应用于精密加工、微细驱动等领域中的核心器件，其具有响应快、分辨率高、刚度高等特点，相对于许多传统驱动器性能优异，然而，压电陶瓷驱动器由于自身材料特性，自身具有迟滞非线性特性，具体表现为驱动器输出不仅与当前输入有关，还与历史输入电压有关，这一特性使得压电驱动器的输入
‑
输出关系不是简单的线性关系，而是呈现一个电压上升与下降时路径不一致的“环状”图形，即迟滞环。在实际的工程应用中，理想的驱动器输入输出曲线应为线性关系，而压电陶瓷的非线性迟滞效应使跟踪误差骤然增加，达到跟踪误差的10％以上，这严重影响了压电陶瓷在实际应用中的性能，因此，对压电陶瓷驱动器的迟滞动态模型进行准确辨识预测并且补偿是十分...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压电陶瓷驱动器迟滞非线性高速辨识和补偿的方法，其特征在于，该方法采用Preisach迟滞算子映射模型，所述Preisach迟滞算子映射模型由N个迟滞算子组成，N为正整数，每个迟滞算子加权后输出大小为h，且具有不同的激发电压阈值，迟滞动态的大小取决于处于激发态迟滞算子输出的叠加和，每个迟滞算子与信号采样在拓展Preisach平面上可求出唯一的映射关系；所述方法包括以下步骤：步骤S1、高速辨识校正，以控制信号S和压电陶瓷驱动器辨识输出y
i
为输入，以Preisach迟滞算子映射模型的辨识参数μ为输出；步骤S2、逆模型前馈补偿，以期望输入u
r
和模型参数μ为输入信号，输出补偿后电压u；步骤S3、模型校正反馈，通过Preisach迟滞算子映射模型位移输出y
r
与实际压电陶瓷驱动器的位移输出y的来确定模型参数是否需要二次辨识以进行修正，通过控制信号S来控制系统是否需要重新进行所述的步骤S1，以补偿后的电压u和模型参数v为输入信号，获得压电陶瓷位移输出信号y和高速辨识校正模块的控制信号S。2.根据权利要求1所述的压电陶瓷驱动器迟滞非线性高速辨识和补偿的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11、在给定的建模参数L下产生对应的变幅值辨识信号u
i
；步骤S12、采用迟滞算子映射图算法进行辨识，以压电陶瓷的辨识输出y
i
作为输入，对与Preisach平面上每一个迟滞算子H
11
,H
21
,H
22
,
…
,H
LL
而言，其待辨识估计模型参数而言，其待辨识估计模型参数表示在Preisachj平面上位于(L,L)处的迟滞算子H
LL
的待辨识参数，N表示迟滞算子的个数，u
max
为压电陶瓷的最大行程对应的输入电压。3.根据权利要求2所述的压电陶瓷驱动器迟滞非线性高速辨识和补偿的方法，其特征在于，所述步骤S12中，所述Preisach迟滞算子映射模型的估计模型参数为：其中，h为Preisach平面上每一个单迟滞算子的输出值，N为建模的迟滞算子个数。4.根据权利要求3所述的压电陶瓷驱动器迟滞非线性高速辨识和补偿的方法，其特征在于，所述步骤S2和所述步骤S3中，建立的逆模型以及估计模型为：其中，规定了Preisach平面的范围，使得在Preisach平面外的迟滞算子输出量h
ij
，P代表迟滞算子所在Preisach平面的集合，γ
ij
[u(t)]代表了迟滞算子状态，根据输入电压历史值大小与其阈值来确定其处于激活状态或未激活状态，其值分
别取0...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪寒，肖习，郭友明，黄林海，鲜浩，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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