基于频率相关的压电作动器迟滞特性建模及参数辨识-豆柴文库

基于频率相关的压电作动器迟滞特性建模及参数辨识.docx

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基于频率相关的压电作动器迟滞特性建模及参数辨识 Title:ModelingandParameterIdentificationofHysteresisCharacteristicsinFrequency-DependentPiezoelectricActuators Abstract: Piezoelectricactuatorsarewidelyusedinvariousfieldsforprecisepositioningandcontrolsystems.However,theyexhibithysteresisphenomenathatcausenon-linearandtime-varyingbehavior,leadingtochallengesintheiraccuratemodelingandparameteridentification.Thispaperfocusesonthemodelingandparameteridentificationofhysteresischaracteristicsinfrequency-dependentpiezoelectricactuators. 1.Introduction Piezoelectricactuatorsarewidelyusedfortheirhighprecision,fastresponse,andcompactness.However,thehysteresisbehaviorexhibitedbypiezoelectricactuatorslimitstheirprecisecontrolandpositioningaccuracy.Hysteresisisthephenomenoninwhichtheresponseofasystemtoinputsignalsdependsnotonlyonthecurrentinputbutalsoonpastinputs.Understandingandmodelingthisnonlinearbehaviorisessentialforaccuratecontrolofpiezoelectricactuators. 2.LiteratureReview Previousstudieshaveprimarilyfocusedonmodelingandparameteridentificationofhysteresisinpiezoelectricactuators.However,mostexistingmodelsarelimitedtostatichysteresisanddonotconsiderthefrequency-dependentbehavioroftheactuators.Therefore,thereisaneedtodevelopacomprehensivemodelthatincludesbothstaticandfrequency-dependenthysteresischaracteristics. 3.ModelingofHysteresisCharacteristics Toaccuratelymodelthehysteresisbehavioroffrequency-dependentpiezoelectricactuators,anovelmodelisproposedinthispaper.Themodelincorporatesbothaninput-dependentandafrequency-dependenthysteresiscomponent.Theinput-dependenthysteresisisdescribedusingPreisachmodeling,whilethefrequency-dependenthysteresisismodeledusingtheZenermodel.Thecombinationofthesetwomodelsallowsforamoreaccuraterepresentationofthenon-linearbehaviorexhibitedbypiezoelectricactuators. 4.ParameterIdentification Todeterminetheparametersoftheproposedmodel,aparameteridentificationmethodisdeveloped.Themethodcombinesexperimentalmeasurementswithoptimizationalgorithmstominimizethediscrepancybetweenthe

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