[發明專利]一種提高壓電疊堆式驅動器定位精度的方法

有效

• 申請號: 201711454352.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108170032B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 陳遠晟;楊國文;趙蓀翀;石澤軒;徐冰;董妍男;應展烽;張旭東
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05B11/42
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種提高壓電疊堆式驅動器定位精度的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，在壓電疊堆式驅動器的工作頻段從低到高依次取n個頻率：

f₁，f₂，...，f_n，在頻率f₁下，測試壓電疊堆式驅動器的輸入輸出遲滯曲線，得到遲滯特性數據；

步驟2，根據步驟1測得的遲滯特性數據，辨識出輸入頻率為f₁時，不同閾值所對應的初始算子的權值以及飽和算子的權值；所述閾值為PI模型線性play算子的閾值；所述的初始算子為play算子，初始模型為PI模型；

飽和算子通過以下方法建立：

將初始模型與飽和算子相結合得到改進的遲滯模型，飽和算子的表達如下：

其中d為飽和算子參數，y為初始模型的輸出，表達式如下：

其中為初始算子向量，為初始算子權值向量的轉置，為初始狀態向量；

遲滯模型的表達如下：

其中，飽和算子權值向量的轉置為飽和算子向量；

步驟3，將輸入頻率依次調整為f₂，f₃，...，f_n，分別求出不同頻率下的初始算子權值與飽和算子權值；

步驟4，根據初始算子權值，計算各個頻率對應的逆模型的初始算子權值，根據飽和算子權值，計算逆模型的飽和算子權值；

步驟5，用實驗數據擬合的方法，擬合逆模型的初始算子權值和飽和算子權值，得到與輸入頻率相關的逆模型初始算子權值和飽和算子權值表達式，從而得到與輸入頻率相關的動態逆模型；所述的與 輸入頻率相關的動態逆模型表示如下：

為逆模型的初始算子權值向量，表示 的轉置；為逆模型的初始算子；為逆模型的飽和算子權值向量，表示的轉置，為逆模型的飽和算子，為逆模型的初始狀態向量；

逆模型的初始算子權值w′_hi與輸入信號之間的關系表達如下：

其中，x為輸入信號，為輸入信號的各階導數；

逆模型的飽和算子權值w′_si與輸入信號之間的關系表達如下：

其中，為所選定的飽和算子權值的初始值；

步驟6，將步驟5中的動態逆模型作為前饋控制器，再加入反饋控制，構成閉環控制系統，提高壓電疊堆式驅動器定位精度。

2.根據權利要求1所述的一種提高壓電疊堆式驅動器定位精度的方法，其特征在于，步驟1選取的n個頻率均低于壓電疊堆式驅動器的結構共振頻率。