[发明专利]压电驱动的前馈控制方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种压电驱动的前馈控制方法，其特征在于，包括：

基于预先构建的迟滞补偿器，将各时刻压电陶瓷致动器预设的目标位移作为输入，得到压电陶瓷致动器在各时刻与所述目标位移对应的输入电压，所述迟滞补偿器为对构建的率相关非对称迟滞模型求逆得到的；

将得到的所述各时刻的输入电压作为最终用于驱动压电陶瓷致动器的驱动电压信号，作用于压电陶瓷致动器上，控制压电陶瓷致动器的实际输出位移；所述输入电压使得压电陶瓷致动器的实际输出位移与目标位移的偏差位于预设范围内；

构建所述迟滞补偿器的步骤包括：

基于Bouc-Wen模型，将形状控制函数的取值分为多个独立取值的阶段，所述形状控制函数在各阶段的取值具有非对称性，得到压电驱动的非对称迟滞模型；

基于所述非对称迟滞模型，引入率相关项，得到压电驱动的率相关非对称迟滞模型；

将前一采样时刻的迟滞分量替代当前时刻的迟滞分量，并将预设的目标位移作为率相关非对称迟滞模型的输出位移，求所述率相关非对称迟滞模型的逆模型，得到所述迟滞补偿器；所述迟滞补偿器的表达式以输入电压为因变量，以预设的目标位移为自变量；

所述率相关非对称迟滞模型为：

ψ(t)＝γ+β

其中，t为采样时刻，T为输入信号的周期，ψ(t)表示形状控制函数，h(t)为迟滞分量，x(t)为输出位移，u(t)为t时刻的输入电压，为u(t)的微分，为h(t)的微分，为x(t)的微分，η为率相关参数，k为线性参数，A，γ，β₁～β₈为模型参数；

所述迟滞补偿器为将目标位移作为输出位移，通过率相关的非对称迟滞模型求逆模型得到的，所述迟滞补偿器的表达式为：

其中，t为采样时刻，u(t)为t时刻的输入电压，u(t-1)为t-1时刻的输入电压，x_d(t)为目标位移，Δt为采样间隔，h(t-1)为t-1时刻的迟滞分量，η为率相关参数，k为线性参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到率相关非对称迟滞模型之后，还包括：

对所述率相关非对称迟滞模型进行离散化处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到压电陶瓷致动器在各时刻对应的实际输出位移之后，还包括：

对所述实际输出位移进行验证，若所述实际输出位移与预设的目标位移的轨迹偏差大于预设范围，则重新设定采样频率。