[发明专利]一种压电驱动器的率相关迟滞建模方法

摘要

一种压电驱动器的率相关迟滞建模方法，先基于Bouc‑Wen模型，引入旋转因子及率相关的放大因子，并采用二阶系统对其进行进一步描述得到率相关迟滞模型；搭建测试系统平台，以压电驱动为对象，通过信号发生器产生不同频率的正弦信号以及扫频信号作为输入，通过功率放大器后为压电驱动器供电，利用传感系统采集对应的压电驱动器的输出信号；进行率相关迟滞模型的辨识，利用扫频信号以及对应的输出信号，采用最小二乘法辨识出二阶系统参数；利用低频正弦信号以及对应的输出信号，采用粒子群算法辨识出率相关迟滞模型的静态参数；利用不同频率正弦信号以及对应的输出信号拟合出率相关迟滞模型的动态参数；本发明能够同时反应压电驱动器的幅值相关及率相关特性。

主权项

1.一种压电驱动器的率相关迟滞建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于Bouc‑Wen模型，引入旋转因子及率相关的放大因子对Bouc‑Wen模型进行改进使其能反应非线性迟滞的率相关特性，并采用二阶系统对其进行进一步描述得到率相关迟滞模型，率相关迟滞模型具有幅值相关特性与率相关特性；所述的率相关迟滞模型的数学表达式为：其中：u为功率放大器的输入电压，h为Bouc‑Wen模型的算子，α,β，γ则是迟滞环的形状控制参数，属于率相关迟滞模型的静态参数，kw为率相关放大因子，与输入信号频率有关，记做kw＝f(w)，属于率相关迟滞模型的动态参数，kθ为旋转因子，也属于率相关迟滞模型的静态参数，l为通过选择因子和放大因子变换后的迟滞算子，ζ和wn分别为二阶系统的阻尼和固有频率，k为比例因子，y为最终的输出位移；步骤2，搭建测试系统平台，以压电驱动为对象，通过信号发生器产生不同频率的正弦信号以及扫频信号作为输入，通过功率放大器后为压电驱动器供电，利用传感系统采集对应的压电驱动器的位移输出信号；步骤3，进行率相关迟滞模型的辨识：3.1)利用压电驱动器的扫频信号以及对应的输出信号，采用最小二乘法辨识出二阶系统参数ζ和wn；3.2)利用压电驱动器的低频正弦信号以及对应的输出信号，采用粒子群算法辨识出率相关迟滞模型的静态参数α,β,γ,kθ,k；3.3)利用压电驱动器的不同频率正弦信号以及对应的输出信号求解不同频率下的kw，并拟合出率相关迟滞模型的动态参数kw＝f(w)。