壓電陶瓷驅(qū)動器的動態(tài)遲滯建模與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、壓電陶瓷驅(qū)動器具有輸出能量密度大、穩(wěn)定性好、控制精度高、低能耗以及響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，成為微操作系統(tǒng)中動力源的首選。但它還具有遲滯非線性、蠕變特性、溫度特性等負(fù)面特性，嚴(yán)重影響著它的輸出精度，其中遲滯非線性的影響最為突出。同時實(shí)驗(yàn)研究表明壓電陶瓷驅(qū)動器的遲滯非線性還具有電壓變化率相關(guān)性，即具有動態(tài)遲滯非線性。而現(xiàn)有的很多遲滯模型只能描述靜態(tài)遲滯非線性，當(dāng)驅(qū)動電壓變化率變化范圍較大時，會引起較大的誤差。本論文針對上述問題，基于Preisach遲

2、滯模型，研究了一種既能夠描述壓電陶瓷驅(qū)動器的靜態(tài)遲滯非線性，同時又能滿足動態(tài)遲滯非線性的動態(tài)Preisach遲滯模型，并對其進(jìn)行了理論及實(shí)驗(yàn)研究。
　　本論文中首先從理論上分析了壓電陶瓷驅(qū)動器的驅(qū)動機(jī)理，并且通過實(shí)驗(yàn)研究了其靜態(tài)以及動態(tài)遲滯非線性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了動態(tài)遲滯非線性的存在，并且發(fā)現(xiàn)隨著電壓變化率的增大，壓電陶瓷驅(qū)動器的遲滯性以及最大輸出位移均逐漸減小，而非線性的變化則相對不大。
　　然后對經(jīng)典Preisach遲滯模

3、型進(jìn)行了深入的研究分析，研究了其體現(xiàn)非線性以及遲滯性的本質(zhì)以及模型的兩個特性:擦除特性和一致特性。接著在此基礎(chǔ)上研究了廣義非線性Preisach遲滯模型的適用性與實(shí)用性，并且對其計(jì)算公式進(jìn)行了改進(jìn)，使計(jì)算公式擺脫了對二階回轉(zhuǎn)曲線數(shù)據(jù)的依賴，簡化了計(jì)算。將動態(tài)特性與廣義非線性Preisach遲滯模型結(jié)合起來，研究了一種動態(tài)Preisach遲滯模型。模型除了具有廣義非線性Preisach遲滯模型對靜態(tài)遲滯非線性的描述能力外，還具有了描述動態(tài)