[发明专利]用于压电悬臂梁的振动、蠕变及迟滞级联补偿方法

权利要求书

1.一种用于压电悬臂梁的振动、蠕变及迟滞级联补偿方法，其特征在于，使输入信号依次通过振动控制器、蠕变补偿器和迟滞补偿器后施加于压电悬臂梁，使系统逐步识别和补偿振动、蠕变和迟滞这三种现象；补偿方法具体为：

在压电悬臂梁上施加至少半个周期的正弦电压，使获得的滞后曲线在电压-输出图的正极部分；

定义基本反冲的数量，将输入域拆分为均匀或非均匀区，获得带宽和输出量；

根据带宽值构造三角矩阵，得到Prandtl-Ishlinskii模型，同时求得Prandtl-Ishlinskii逆模型，实现迟滞补偿；

在迟滞补偿的基础上，选择一阶阶跃响应模型，确定其输入与输出信号并计算线性静态增益；

令线性静态增益的倒数为补偿系数，使用ARMAX模型与Matlab软件确定蠕变模型参数，并对比模拟曲线与实验结果，若二者相差值大于设定阈值，则增加模型阶数重新模拟并实验，直至结果相吻合，然后结合补偿系数对新的输入信号做前置反馈蠕变补偿，得到蠕变补偿的关系式与新的传递函数；

建立ZV技术模型，使用两个以上脉冲，后一个脉冲与前一个脉冲间隔一定时间输入，选择前后两个脉冲的振幅，第二个脉冲的振动与第一个脉冲产生的振动相抵消，从而获得无振动的输出。

2.根据权利要求1所述的用于压电悬臂梁的振动、蠕变及迟滞级联补偿方法，其特征在于，静态增益表示为：

其中，δ_fv为不变量，其值等于振动补偿后的输出值，δ_h为蠕变补偿后的输出值。

3.根据权利要求1所述的用于压电悬臂梁的振动、蠕变及迟滞级联补偿方法，其特征在于，振动控制时，在经典ZV输入整形模型中间隔一定时间加入两个以上的脉冲来消除振动，每个脉冲需满足下述条件：

其中，A_i为脉冲的振幅，δ_i(t)为每个脉冲的时域解；

假设则

其中，m为输入的脉冲数，a_i为(1+β)^m-1中关于β的单项式，T是系统的振动周期，t_i为第i个脉冲施加的时间，ξ为阻尼比，ω_n为系统的自然频率。