[发明专利]一种压电陶瓷作动器的弹性-滑动分布参数模型的参数辨识方法

权利要求书

1.一种压电陶瓷作动器的弹性-滑动分布参数模型的参数辨识方法，其特征在于，所述压电陶瓷作动器的弹性-滑动分布参数模型是利用饱和变形量函数S(x)和分布刚度函数k(x)表征弹性-滑动单元而建立的；弹性单元模拟分布式弹簧，滑动单元模拟分布式滑块，弹性单元和滑动单元串联构成弹性-滑动单元；

所述参数辨识方法包括：

S1、获取压电陶瓷作动器覆盖期望工作区域的迟滞环数据，该迟滞环数据包括输入电压u_P和变形输出位移y_P；

S2、求取所述迟滞环数据的初始上升曲线、主上升曲线或主下降曲线中输入电压u_P对输出位移y_P的导数

S3、根据求取的导数的图像曲线，选取描述该图像曲线的外在刚度函数K(x)的表达式，并采用该表达式拟合所述图像曲线，得到外在刚度函数K(x)的参数；

S4、利用得到的外在刚度函数K(x)计算非饱和区等效刚度k_f＝K(x^d)，并得到分布刚度函数其中，x^d表示压电陶瓷作动器期望最大变形位移输出对应的分布参数模型的弹性单元变形饱和位置；

S5、将得到的分布刚度函数k(x)和非饱和区等效刚度k_f作为初始参数，利用S1获得的迟滞环数据，对压电陶瓷作动器的弹性-滑动分布参数模型进行参数优化，从而获得模型的最优参数，完成模型的参数辨识；

所述压电陶瓷作动器的弹性-滑动分布参数模型为：

及

u_j表示压电陶瓷作动器在当前采样时刻的输入位移，u_j-1表示压电陶瓷作动器在上一采样时刻的输入位移，p_j(x)表示滑动单元在当前采样时刻的位移，p_j-1(x)表示滑动单元在上一采样时刻的位移；

情况一表示在位置x处，当前增大的输入位移达到正饱和区域，即：

情况二表示在位置x处当前减小的输入位移达到负饱和区域，即：

x表示弹性-滑动单元的长度维度；

F_j表示弹性-滑动单元在当前采样时刻的输出力。

2.根据权利要求1所述的参数辨识方法，其特征在于，所述初始上升曲线指输入电压u_P为零且输出位移y_P为零的初始条件下，输入电压u_P连续上升至最大值时，输入电压u_P与输出位移y_P之间的曲线；

主上升曲线为主迟滞环上对应输入电压u_P连续上升的曲线部分，所述主迟滞环指覆盖期望工作区域的最大迟滞环；

主下降曲线为主迟滞环上对应输入电压u_P连续下降的曲线部分。