[發明專利]用于智能機器人的壓電材料全矩陣參數識別方法

在審

• 申請號: 201911115144.0
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110837714A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發明（設計）人: 林丹益;章伊華
• 申請（專利權）人: 寧波財經學院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 文怡然

本發明屬于壓電材料參數識別技術領域，尤其涉及一種用于智能機器人的壓電材料全矩陣參數識別方法，包括：S1，確定待識別壓電材料的全矩陣參數；S2，制備壓電材料試塊，并測量壓電材料試塊電阻抗頻率特性曲線；S3，根據全矩陣參數構建目標函數；S4，構建Levenberg?Marquardt迭代算法程序，更新壓電材料的全矩陣參數；S5，根據目標函數對全矩陣參數進行判斷；當目標函數的當前最優解小于預設的容差時，阻抗曲線擬合完成，執行S6；S6，輸出壓電材料全矩陣參數。使用本方法，和現有技術相比，對于壓電材料的全矩陣參數識別具有很高的精度，解決了現有技術識別的壓電材料全矩陣參數精度不甚理想的問題。

技術領域

本發明屬于壓電材料參數識別技術領域，尤其涉及一種用于智能機器人的壓電材料全矩陣參數識別方法。

背景技術

壓電材料是受到壓力作用時會在兩端面間出現電壓的晶體材料。由于壓電材料既可以用于振動能應用，還可以作為超聲振動能-電能換能器應用，因此，壓電材料常作為智能機器人身上的傳感器的制作材料。

為了保證壓電材料的性能，需要對其全矩陣參數進行識別。目前，國際上標準的壓電材料全矩陣參數的識別方法為IEEE(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers,美國電氣和電子工程師協會)標準方法。

該方法需要大量實驗樣本的頻率-電阻抗曲線，且假設發生單峰機械振動。而實際樣本通常不會符合IEEE標準，存在不同機械振動模式的耦合，此外該方法還忽略了材料的損耗特性，因此，采用此方法識別的壓電材料全矩陣參數精度不甚理想。

發明內容

本發明針對現有技術識別的壓電材料全矩陣參數精度不甚理想的問題，提供了一種用于智能機器人的壓電材料全矩陣參數識別方法。

本發明提供的基礎方案為：

用于智能機器人的壓電材料全矩陣參數識別方法，包括：

S1，確定待識別壓電材料的全矩陣參數；

S2，制備壓電材料試塊，并測量壓電材料試塊電阻抗頻率特性曲線；

S3，根據全矩陣參數構建目標函數；

S4，根據目標函數對全矩陣參數進行判斷，當目標函數的當前最優解小于預設的容差時，阻抗曲線擬合完成，執行S6；

S6，輸出壓電材料全矩陣參數。

基礎方案工作原理及有益效果：

通過實驗和有限元仿真的電阻抗曲線的對比擬合，然后對目標函數進行判斷。和現有技術相比對于壓電材料的全矩陣參數識別具有很高的精度，解決了現有技術識別的壓電材料全矩陣參數精度不甚理想的問題。

進一步，還包括S5，構建Levenberg-Marquardt迭代算法程序，更新壓電材料的全矩陣參數；

S4中，當目標函數的當前最優解大于預設的容差時，執行S5。

當目標函數的當前最優解大于預設的容差時，說明阻抗曲線擬合未完成，通過S5更新壓電材料的全矩陣參數，有利于后續的阻抗曲線擬合，可進行一步提高檢測的精確度。

進一步，S5包括：

S51，使用向前差商法計算每一次迭代的Jocobian矩陣F′(p⁽ⁱ⁾)；

S52，根據Levenberg-Marquardt迭代算法，每一步迭代的全矩陣參數修正向量為其中T為矩陣的轉置，I為單位矩陣，為控制著收斂速度的Lageange參數，F(p⁽ⁱ⁾)為有限元仿真與實驗電阻抗之差；