压电致动器迟滞特性的多项式拟合建模.pdf

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1、2015年10月机床与液压Oct.2015第43卷第19期MACHINET00L2HYDRAULICSVol.43No.19DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2015.19.016压电致动器迟滞特性的多项式拟合建模王建红2!林健2!张建华2!陆宝春2(1.南京工程学院自动化学院，江苏南京211167$2.南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：压电致动器具有响应速度快、功耗低、输出力大和定位精度高等优点，但是其迟滞特性给精确的微位移控制带来难度，为实现动静态特性理想的压电致

2、动器控制，必须要针对其迟滞特性建模。对压电致动器的迟滞特性进行实验测试，在此基础上绘制其特性曲线，通过多项式拟合的方式求得满足给定精度下的特征曲线方程，完成对压电致动器迟滞特性的建模。同等输人量条件下，将实验测试结果与模型输出结果进行比较，结果表明：压电致动器静态模型误差均在ir左右，证明了该方法的有效性。关键词！压电致动器；迟滞特性；多项式拟合；精度中图分类号：TP273.4文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)19-071-4PolynomialFittingModelingofthePie

3、zoelectricActuatorHysteresisCharacteristicsWANGJianhong1，LINJian1，ZHANGJianhua1，LUBaochun2"1.AutomationCollege，NanjingInstituteofTechnology，NanjingJiangsu211167，China;2.SchoolofMechanicalEngineering，NUST，NanjingJiangsu210094，China)Abstract:Thepiezoelectricac

4、tuatorhastheadvantagesoffastrespons，lowerpowerandlargeoutputforce，butitcontroltheprecisemicro-displacementofthepiezoelectricactuatorforitshysteresischaracteristics，thepiezoelectricmodeledforthehysteresischaracteristicstoachievethedesireddynamicandstaticchara

5、cteristicsofcontrol.Theticsofthiepiezoelectricactuatorwastested，thecharacteristiccurvewasdra^vnbasedonthetest，theobtainedbypolynomialfittingwaytosatisfyagivenaccuracy，themodelwascompleted.Theexperimentalresultsthemodeloutputunderthesameinputcondition，theresu

6、ltshowsthatthestaticmodelwhichprovestheeffectivenessofthemethod.Keywords：Piezoelectricactuator；Hysteresischaracteristics；Polynomialfitting；Precision〇前言要针对压电陶瓷的迟滞特性建立准确的数学模微细加工需要采用相应的高精度、高分辨率的运型[7E0]。对压喊动獅迟滞特性进行实验测量，在动装置（即机床系统）来满足其对加工尺度、精度此基础上，通过多项式拟合的方式求得任意初

7、始点对和加工稳定性的要求，微位移执行器及其驱动技术为应的特征曲线方程，完成对压电致动器迟滞特性的满足这一要求提供了契机。目前，微位移驱动元件很建模。多，如机电驱动类、电磁驱动类、压电/电致伸缩驱1实验测量动类、磁致伸缩驱动类等[2]。其中，压电陶瓷微位移文中所选用型号为PST150/7/60VS12的低压驱器件具有功耗小、位移分辨率高、无噪声、响应快等动叠层机械封装式压电致动器，其绝对最大驱动电优点，已被广泛应用于微电子机械、精密加工、航空压：-30~180V，长度：64mm，位移输出范围：0~航天等领域，是目

8、前最具有前途的微位移执行器60%m，内置专用的微位移传感器，驱动、传感及电件[2]。源模块采用集成的控制器。压电陶瓷位移量与电场强度的特性曲线存在迟对该压电致动器进行迟滞特性实验测试，对于上滞，即在任意时刻，系统的输出不仅依赖于输人，而升曲线，首先将控制电压范围（。〜10V)等分成20且还依赖系统以前的状态，同时，这种输人输出间的份，以0.5V为分度，即分别以0,0.5,1，…，9.5