1.基于改进PI模型的压电驱动器迟滞非线性模型建模方法,其特征在于:该方法具体如下:
1)将Play算子改进为M‑Play算子:
y(t)=p·max{u(t)‑r,min{u(t)+ηr,y(t‑T)}}其中,y(t)为算子在t时刻的输出位移,u(t)为算子在t时刻的输入电压,p为权重系数,r为阈值,T为相邻时刻点输入电压的时间间隔,η为阈值修正系数,max为求最大值,min为求最小值;
2)将PI模型改进为PMPI模型,即基于改进PI模型的压电驱动器迟滞非线性模型;所述的PMPI模型如下:其中,y0为压电陶瓷驱动器的初始位移,即压电陶瓷驱动器在0时刻的输出位移Y(0),Y(t)为压电陶瓷驱动器在t时刻的输出位移,p0为线性系数,pi为第i个算子的权重系数,ri为第i个算子的阈值,ηi为第i个算子的阈值修正系数,a1和a2均为非线性系数,n为算子的总个数,yi(t‑T)为第i个算子在t‑T时刻的输出位移;
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由于非线性多项式a1u(t)+a2u(t)的存在,PMPI模型不存在解析逆模型,其逆模型只能通过迭代方式求解,故设计压电陶瓷驱
动器的前馈控制器表达式为:
将前馈控制器表达式等式右边的ud(t)用ud(t‑T)代替,并设置ud(0)=0,进而得到t时刻与t‑T时刻电压的迭代关系为:其中,yd(t)为压电陶瓷驱动器的期望输出位移,ud(t)为在t时刻时根据压电陶瓷驱动器期望输出位移得到的压电陶瓷驱动器输入电压,ud(t‑T)为在(t‑T)时刻时根据压电陶瓷驱动器期望输出位移得到的压电陶瓷驱动器输入电压;非线性多项式部分为除去非线性多项式部分的解析逆模型的函数符号,除去非线性多项式部分的解析逆模型记作 若记y′d(t)=yd(t)‑P[ud](t‑T),则 的计算公式如下:其中, 为y′d(t)代入除去多项式部分的解析逆模型 中的函数符号表达, 为除去多项式部分的解析逆模型的线性系数, 为除去多项式部分的解析逆模型中第i个算子的权重系数,为除去多项式部分的解析逆模型中第i个算子的阈值,y′d(t‑T)=yd(t‑T)‑P[ud](t‑2T);
把各时刻压电陶瓷驱动器的期望输出位移输入到前馈控制器,并利用公式(1)的迭代关系式进行迭代,直到迭代次数等于采样的时刻点总数,求得压电陶瓷驱动器在各个时刻的输入电压,然后将各个时刻的输入电压作用于压电陶瓷驱动器上,得到压电陶瓷驱动器在各个时刻对应的实际输出位移。