多延时输入下压电驱动器迟滞建模及实验验证

压电陶瓷驱动器(PEAs)是一种多用于在精密仪器仪表中实现高速、高精度定位的智能驱动器.然而,其自身存在迟滞、蠕变等非线性,尤其是迟滞特性严重影响了压电驱动器的的控制精度.针对迟滞建模中的不对称和速率相关问题,提出一种多延时输入Prandtl-Ishlinskii(MDPI)模型,基于传统PI模型引入了一组延时输入来描述迟滞的率相关特性,随后加入了偏移系数用于改善模型的非对称性.最后,在压电微运动平台上采集了1～100 Hz的1 V正弦信号实验数据,并与率相关PI模型和动态延迟PI模型进行了模型精度对比.实验结果表明,相比另外两个动态PI模型,该模型能够更准确地描述PEAs的动态特性和迟滞特性.在50 Hz和100 Hz下,MDPI模型最大绝对误差(MAE)分别为0.081 5 μm和0.142 9 μm,均方根误差(RMSE)分别为0.009 5 μm,0.011 9 μm.相较二者该模型均方根误差精度分别平均提高了72.46％和64.21％.