压电陶瓷驱动器迟滞非线性误差的建模与分析

摘要：

压电陶瓷驱动器的最大迟滞非线性误差可以超过输出行程的15％,而快刀伺服系统(FTS)要求重复定位精度优于10 nm,相对线性度误差优于0.5％,压电陶瓷驱动器的误差无法满足该精度要求;首先对压电陶瓷迟滞非线性误差进行实验分析,将迟滞非线性误差分为频率无关迟滞现象和频率相关迟滞现象;接着对Bouc-Wen(BW)和Prandtl-Ishlinskii(PI)的频率无关迟滞模型进行修正和对比,确定了采用PI模型描述本文的频率无关迟滞现象,PI模型对频率无关迟滞曲线的辨识精度为0.392％;然后设计基于Hammerstein模型的频率相关迟滞模型,Hammerstein模型对频率相关迟滞曲线的辨识误差相比PI模型时,其均方根值降低了 88.068％;提出了压电陶瓷驱动器迟滞非线性误差的建模方法,并分析了其有效性和准确性,给FTS伺服控制提供了一种实用的前馈控制器.

关键词：压电陶瓷、迟滞非线性、Bouc-Wen模型、Prandtl-Ishlinskii模型、Hammerstein模型

所属期刊栏目：31

分类号：TP274(自动化技术及设备)

在线出版日期：2023-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：196-203