压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法技术

压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法,解决了如何实现压电陶瓷高精度位置预测的问题，属于压电陶瓷定位技术领域。本发明专利技术包括：S1、基于信号延迟响应特性，建立压电陶瓷作动器动态迟滞模型：H

【技术实现步骤摘要】
压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法


[0001]本专利技术涉及一种压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法，属于压电陶瓷定位


技术介绍

[0002]备受工业界和学术界重视的压电陶瓷作动器在精密定位等微操作领域应用广泛，但固有的迟滞非线性严重影响了系统的定位性能，甚至会导致系统的不稳定。为了减小压电陶瓷作动器迟滞非线性导致的系统定位误差，最直观有效的方案是建立精度更高的迟滞逆模型实现迟滞线性化，压电陶瓷作动器的迟滞建模是前馈逆补偿控制器实现的基础。如图1所示，深入研究压电陶瓷作动器的迟滞特性可知，当输入信号的频率低于5Hz时，不同频率对应的迟滞曲线基本重合，此时所呈现的迟滞特性称为静态迟滞。但当输入信号频率较大时，例如输入信号的频率高于5Hz，激励信号频率的改变将会对压电陶瓷的迟滞曲线产生极大影响，如图2所示，此时呈现的迟滞特性称为动态迟滞特性，其带来的最大误差可达整个运动行程的三分之一，因此在工程实践中研究压电陶瓷作动器动态迟滞非线性建模和补偿这一课题具有重要的意义。现有技术中将静态迟滞模型推广到动态迟滞模型方法有两类，一类是推广过程和静态迟滞模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法，其特征在于，所述方法包括：S1、基于信号延迟响应特性，建立压电陶瓷作动器动态迟滞模型：H
D
(x
i
)＝H
P
(x
i
)
‑
k
D
(x
i
‑
x
i
‑1)
‑
b其中,x
i
为当前i时刻输入信号，H
D
(x
i
)为当前时刻动态迟滞模型的输出，H
P
(x
i
)为当前i时刻静态迟滞模型的输出，k
D
表示斜率，为常量，b表示截距，为常量；S2、对压电陶瓷作动器动态迟滞模型进行参数辨识。2.根据权利要求1所述的压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法，其特征在于，S2中，先辨识静态迟滞模型的参数，再采用增量方式对k
D
及b进行辨识。3.根据权利要求1所述的压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法，其特征在于，静态迟滞模型为Madelung模型。4.根据权利要求1所述的压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法，其特征在于，静态迟滞模型的输出H
P
(x
i
)为：其中，其中，s＝x
k
‑1‑
x
k
,S＝x
k
‑1，h＝y
k
‑1‑
y
k
，H＝f0(x
k
‑1)，s1＝x
k
‑
x
k
‑1，S1＝x
′0‑
x
k
‑1，h1＝y
k
‑
y
k
‑1，H1＝y'0‑
g0(x
k
‑1)，q＝y
k
‑1‑
y
k
，Q＝f0(x
k
‑1)
‑
f0(x
k
)，q1＝y
k
‑
y
k
‑1，Q1＝g0(x
k
)
‑
g0(x
k
‑1)，x
k
、y
k
分别表示迟滞轨迹上x
i
的前一个拐点A
k
对应的输入电压和输出位移，x
k
‑1、y
k
‑1分别表示x
k
的前一个拐点对应的输入电压和输出位移；f0(x
i
)为主上升曲线函数，g0(x
i
)为主下降曲线函数，x
′0,y
′0分别表示主上升曲线和主下降曲线所构成的主迟滞环右拐点的横坐标与纵坐标。5.根据权利要求4所述的压电陶瓷的动态迟滞特性建模方法，其特征在于，其特征在于，式中，r
n
≤x
i
≤r
n+1
，区间[0,r
N
]的划分满足条件0＝r0＜r1＜
…
＜r
N
，N表示预定义正整数，w
j
和s
j
为权重值，r
n
表示阈值，n＝1,2,
…
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹开锐，李锐，郝广路，柳青峰，马晶，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：