基于高斯过程的压电驱动系统磁滞特性建模

来源：机械与电子杂志2023年第12期北京时间：

作者：黄鹏升;丁烨

单位：上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

摘要：针对压电陶瓷驱动系统输入与输出间的磁滞非线性关系,现有建模方法存在无法兼顾建模过程复杂度与模型通用性的问题。为此,提出了一种新的系统输入 输出关系建模方法。首先,基于压电驱动器磁滞特性的率无关特点,建立了将磁滞特性与线性特性解耦的 Hammerstein 形式系统描述方法,以简化建模过程。在此基础上,基于高斯过程方法建立输入电压与输出位移及其一阶变化率间的统计描述,并导出磁滞特性模型;同时基于有源自回归模型对线性特性进行建模,并给出了相关的参数辨识流程。完整模型具有较高的通用性,可用于不同输入条件下。通过实际系统输出预测实验可以证明,所提方法可有效表征系统特性,输出预测误差控制在 2% 左右。与同类方法的对比实验则证明了所提方法在参数辨识效率与系统建模精度上均具有一定优势。

关键词：压电驱动器;磁滞非线性;系统建模;高斯过程;有源自回归模型

基金资助：国家自然科学基金资助项目( 52275501 )