[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

摘要

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，能够描述压电陶瓷作动器的迟滞非线性、精度不再依赖于单元数量，属于压电陶瓷作动器迟滞非线性拟合技术领域。本发明利用弹性‑滑动分布参数模型和压电陶瓷迟滞非线性的特性，通过求解初始上升曲线、主上升曲线或者主下降曲线的导数曲线，并据此选择外在刚度函数的表达式并拟合获得参数，进一步利用完整的迟滞环数据，仿真优化模型参数，获得最终的分布参数迟滞非线性模型。通过试验验证，采用该方法可以快速精确得辨识得到弹性‑滑动分布参数模型，利用该方法辨识出的模型的迟滞非线性拟合的误差小于0.60％。

主权项

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uP和变形输出位移yP；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kf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。