[發明專利]基于Madelung模型的當前遲滯曲線模型建模方法

在審

• 申請號: 202310434544.8
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116415441A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 曹開銳;李銳;李澤琨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G16C60/00;G16C20/30;G06F113/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江聯合專利商標代理有限公司 23213
• 代理人: 于歌

基于Madelung模型的當前遲滯曲線模型建模方法,解決了如何提升壓電系統當前遲滯特性的描述精度的問題,屬于壓電智能材料遲滯非線性建模和補償領域。本發明包括：S1、獲取Msubgt;1/subgt;種壓電系統遲滯構建方案中的遲滯上升曲線fsubgt;mk/subgt;(xsupgt;i/supgt;)和遲滯下降曲線gsubgt;mk/subgt;(xsupgt;i/supgt;)；S2、根據Msubgt;1/subgt;種壓電系統遲滯構建方案，采用加權方式構建遲滯模型：Hsubgt;p/subgt;(x)表示遲滯模型的輸出位移，αsubgt;m/subgt;表示第m種遲滯構建方案的加權值，fsubgt;k/subgt;(xsupgt;i/supgt;)∈[ysubgt;k/subgt;,ysubgt;k?1/subgt;]，gsubgt;k/subgt;(xsupgt;i/supgt;)∈[ysubgt;k?1/subgt;,ysubgt;k/subgt;]；S3、對遲滯模型的參數進行辨識。

技術領域

本發明涉及一種基于Madelung模型的當前遲滯曲線模型建模方法，屬于壓電智能材料遲滯非線性建模和補償領域。

背景技術

如圖1所示，壓電陶瓷作動器固有的遲滯特性嚴重阻礙了其在精密操作與定位領域中的應用，如何提升遲滯線性度乃至消除遲滯的影響是一個至關重要的課題。由于拐點信息表征了遲滯特性的所有歷史運動信息，對描述遲滯特性極為重要，而在早期的研究中類似的建模方法只考慮了最新的拐點或只存儲最近的幾個拐點，致使丟失了大部分的遲滯運動信息，從而影響了最終的建模精度。為了更好地描述遲滯非線性，Madelung模型將擦除機制與當前遲滯曲線(CHC)描述方法有機融合用于直接構造遲滯軌跡，擦除機制不但能確定哪條遲滯曲線為CHC，而且能夠記錄所有的拐點信息。擦除機制和CHC描述方法之間不存在耦合關系，對于更復雜的遲滯，可以根據真實數據建立更有效的CHC描述方法，并隨時替代已有的CHC描述方法，而對Madelung模型的其它部分沒有任何影響。現有的madelung模型利用相似性關系對主遲滯環上進行縮放獲得次環,次環遲滯特性的描述精度不夠。

發明內容

針對面對更復雜的壓電系統遲滯特性時現有Madelung模型遲滯特性的描述精度有待提升的問題，本發明提供一種基于Madelung模型的當前遲滯曲線模型建模方法。

本發明的一種基于Madelung模型的當前遲滯曲線模型建模方法，包括：

S1、獲取基于Madelung模型的M₁種壓電系統遲滯構建方案，第m種壓電系統遲滯構建方案中的輸出H_m(xⁱ)為：

其中m＝1,2,...,M₁，f_mk(xⁱ)∈[y_k,y_k-1]，g_mk(xⁱ)∈[y_k-1,y_k]，y_k表示壓電系統遲滯軌跡上xⁱ的前一個拐點A_k對應的輸出位移，y_k-1表示x_k的前一個拐點對應的輸出位移；

獲取M₁種壓電系統遲滯構建方案中的遲滯上升曲線f_mk(xⁱ)和遲滯下降曲線g_mk(xⁱ)；

S2、根據M₁種壓電系統遲滯構建方案，采用加權方式構建遲滯模型：