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题名压电纤维致动器的率相关偏置迟滞建模及补偿
被引量：2
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作者
杨浩
娄军强
杨依领
陈特欢
陈海荣
魏燕定
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机构
宁波大学机械工程与力学学院
浙江大学浙江省先进制造技术重点研究实验室
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出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2023年第3期531-538,622,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51975517,51805276)
浙江省自然科学基金资助项目(LY20E050007)
+1 种基金
浙江省省属高校基本科研业务费专项资金资助项目(SJLY2021014)
宁波市自然科学基金资助项目(2019A610112)。
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文摘
为了克服传统压电陶瓷韧性不足,利用压电宏纤维(macro fiber composite,简称MFC)换能效率高且变形能力强的优点,提出了一种MFC致动的柔性结构,建立了描述MFC动态偏置迟滞非线性的率相关双极性偏置PI(rate-dependent bipolar bias PI,简称RDBBPI)迟滞模型,并进行了前馈补偿控制研究。首先,针对MFC致动柔性结构的静态偏置迟滞特性,利用Prandtl-Ishlinskii(PI)模型描述系统的对称迟滞特性,并通过叠加死区算子来捕捉其双极性偏置特性,建立了MFC致动器的静态双极性偏置PI(bipolar bias PI,简称BBPI)模型;其次,确立迟滞环斜率与驱动信号速率之间的线性关系,得到描述MFC致动器动态迟滞特性的RDBBPI模型;最后,进行了实验验证。实验结果表明:所提出的RDBBPI模型能够很好地捕捉不同频率下MFC致动柔性结构的动态迟滞特性;在基于RDBBPI模型的前馈补偿下,MFC致动柔性梁构件的实测振动位移与期望跟踪位移基本重合,补偿后结构实测位移与期望轨迹之间的线性度误差为4.62%,证实了所提RDBBPI模型对MFC致动器驱动控制和位移跟踪精度的改善效果。
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关键词
压电宏纤维致动器
动态迟滞非线性
率相关
双极性偏置
前馈补偿
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Keywords
macro fiber composites(MFC)actuator
dynamic hysteresis nonlinearity
rate-dependent
bipolar bias
feedforward compensation
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分类号
TH113.1
[机械工程—机械设计及理论]
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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