[发明专利]一种提高压电叠堆式驱动器定位精度的方法

摘要

本发明公开了一种提高压电叠堆式驱动器定位精度的方法，将初始算子与初始算子权值相结合，建立静态对称的初始模型，通过引入饱和算子及饱和算子权值，改进静态模型，使得模型可以描述非对称迟滞现象；在非对称静态模型的基础上求得静态逆模型参数，即逆模型的初始算子权值与饱和算子的权值；对逆模型初始算子权值和饱和算子权值进行曲线拟合，得到动态的逆模型初始算子权值与饱和算子权值，建立动态的逆模型；将动态逆模型作为前馈控制器，来补偿压电叠堆式驱动器的迟滞特性，并且加入反馈控制,提高压电叠堆式驱动器的定位精度。

主权项

1.一种提高压电叠堆式驱动器定位精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在压电叠堆式驱动器的工作频段从低到高依次取n个频率：f₁，f₂，…，f_n，在频率f₁下，测试压电叠堆驱动器的输入输出迟滞曲线，得到迟滞特性数据；

步骤2，根据步骤1测得的迟滞特性数据，辨识出输入频率为f₁时，不同阈值所对应的初始算子的权值以及饱和算子的权值；所述阈值为PI模型线性play算子的阈值；

步骤3，将输入频率依次调整为f₂，f₃，…，f_n，分别求出不同频率下的初始算子权值与饱和算子权值；

步骤4，根据初始算子权值，计算各个频率对应的逆模型的初始算子权值，根据饱和算子权值，计算逆模型的饱和算子权值；

步骤5，用实验数据拟合的方法，拟合逆模型的初始算子权值和饱和算子权值，得到与输入速率相关的逆模型初始算子权值和饱和算子权值表达式，从而得到与输入速率相关的动态逆模型；

步骤6，将步骤5中的动态逆模型作为前馈控制器，再加入反馈控制，构成闭环控制系统，提高使得压电叠堆式驱动器定位精度。

2.根据权利要求书1所述的一种提高压电叠堆式驱动器定位精度的方法，其特征在于，步骤1选取的n个频率均低于压电叠堆式驱动器的结构共振频率。

3.根据权利要求书1所述的一种提高压电叠堆式驱动器定位精度的方法，其特征在于，步骤2所述的初始算子为play算子，初始模型为PI模型；

饱和算子通过以下方法建立：

将初始模型与饱和算子相结合得到改进的迟滞模型，饱和算子的表达如下：

其中d为饱和算子参数，y为初始模型的输出，表达式如下：

其中为初始算子向量，为初始算子权值向量的转置，x为初始模型的输入，为初始状态向量；

迟滞模型的表达如下：

其中，饱和算子权值向量的转置为饱和算子向量。

4.根据权利要求书3所述的一种提高压电叠堆式驱动器定位精度的方法，其特征在于，步骤5所述的输入速率相关的动态逆模型表示如下：

为逆模型的初始算子权值向量，表示的转置；为逆模型的初始算子；为逆模型的饱和算子权值向量，表示的转置，

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