[發(fā)明專利]壓電驅(qū)動的前饋控制方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110601611.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113268002B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘博文
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 蘇州謹和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

1.一種壓電驅(qū)動的前饋控制方法，其特征在于，包括：

基于預(yù)先構(gòu)建的遲滯補償器，將各時刻壓電陶瓷致動器預(yù)設(shè)的目標位移作為輸入，得到壓電陶瓷致動器在各時刻與所述目標位移對應(yīng)的輸入電壓，所述遲滯補償器為對構(gòu)建的率相關(guān)非對稱遲滯模型求逆得到的；

將得到的所述各時刻的輸入電壓作為最終用于驅(qū)動壓電陶瓷致動器的驅(qū)動電壓信號，作用于壓電陶瓷致動器上，控制壓電陶瓷致動器的實際輸出位移；所述輸入電壓使得壓電陶瓷致動器的實際輸出位移與目標位移的偏差位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；

構(gòu)建所述遲滯補償器的步驟包括：

基于Bouc-Wen模型，將形狀控制函數(shù)的取值分為多個獨立取值的階段，所述形狀控制函數(shù)在各階段的取值具有非對稱性，得到壓電驅(qū)動的非對稱遲滯模型；

基于所述非對稱遲滯模型，引入率相關(guān)項，得到壓電驅(qū)動的率相關(guān)非對稱遲滯模型；

將前一采樣時刻的遲滯分量替代當(dāng)前時刻的遲滯分量，并將預(yù)設(shè)的目標位移作為率相關(guān)非對稱遲滯模型的輸出位移，求所述率相關(guān)非對稱遲滯模型的逆模型，得到所述遲滯補償器；所述遲滯補償器的表達式以輸入電壓為因變量，以預(yù)設(shè)的目標位移為自變量；

所述率相關(guān)非對稱遲滯模型為：

ψ(t)＝γ+β

其中，t為采樣時刻，T為輸入信號的周期，ψ(t)表示形狀控制函數(shù)，h(t)為遲滯分量，x(t)為輸出位移，u(t)為t時刻的輸入電壓，為u(t)的微分，為h(t)的微分，為x(t)的微分，η為率相關(guān)參數(shù)，k為線性參數(shù)，A，γ，β₁～β₈為模型參數(shù)；

所述遲滯補償器為將目標位移作為輸出位移，通過率相關(guān)的非對稱遲滯模型求逆模型得到的，所述遲滯補償器的表達式為：

其中，t為采樣時刻，u(t)為t時刻的輸入電壓，u(t-1)為t-1時刻的輸入電壓，x_d(t)為目標位移，Δt為采樣間隔，h(t-1)為t-1時刻的遲滯分量，η為率相關(guān)參數(shù)，k為線性參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到率相關(guān)非對稱遲滯模型之后，還包括：

對所述率相關(guān)非對稱遲滯模型進行離散化處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，得到壓電陶瓷致動器在各時刻對應(yīng)的實際輸出位移之后，還包括：

對所述實際輸出位移進行驗證，若所述實際輸出位移與預(yù)設(shè)的目標位移的軌跡偏差大于預(yù)設(shè)范圍，則重新設(shè)定采樣頻率。