压电陶瓷执行器Preisach模型的分类排序实现 被引量：8

1

作者 李黎 刘向东 侯朝桢 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第5期544-547,共4页

通过实验研究了压电陶瓷执行器迟滞的擦除特性和一致特性,提出了一种新的分类排序实现方法,改善了经典Preisach模型在非单调极值输入信号下描述迟滞输入输出特性的能力,消除了传统Preisach模型实现形式对输入信号的限制条件。实验表明,... 通过实验研究了压电陶瓷执行器迟滞的擦除特性和一致特性,提出了一种新的分类排序实现方法,改善了经典Preisach模型在非单调极值输入信号下描述迟滞输入输出特性的能力,消除了传统Preisach模型实现形式对输入信号的限制条件。实验表明,这种Preisach模型分类排序实现方法能有效地预测压电陶瓷执行器的位移,提高了迟滞建模精度。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 迟滞 PREISACH模型 分类排序

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基于坐标变换的压电陶瓷执行器迟滞非线性模型研究 被引量：5

2

作者 崔玉国 孙宝元 +1 位作者 董维杰 杨志欣 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期249-254,共6页

在实验测量的基础上,基于压电陶瓷执行器位移-电压曲线各升程之间、各回程之间的近似相似性,采用坐标变换方法,建立了压电陶瓷执行器位移-电压之间的迟滞非线性模型.该模型只用第1个升回程的实测值,便可实现对以后任意升回程各点的跟踪... 在实验测量的基础上,基于压电陶瓷执行器位移-电压曲线各升程之间、各回程之间的近似相似性,采用坐标变换方法,建立了压电陶瓷执行器位移-电压之间的迟滞非线性模型.该模型只用第1个升回程的实测值,便可实现对以后任意升回程各点的跟踪;其不仅适用于驱动电压为周期信号的情形,也适用于非周期信号的情形.实验研究了不同的电压驱动过程、驱动电压频率、驱动循环次数、晶片厚度对模型精度的影响.结果表明,当驱动次数不是很高时,模型相对于实测值的误差很小,为2.8%;当驱动次数很高时,模型相对于实测值的误差变大. 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 坐标变换 迟滞非线性模型 电压驱动 晶片厚度

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一种压电陶瓷执行器动态驱动电源 被引量：15

3

作者 丁文明 王代华 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第3期297-300,共4页

针对压电陶瓷执行器呈现强容性负载的特性,该文研究了基于误差放大原理的压电陶瓷执行器动态驱动电源,提出采用高压运算放大器结合准互补对称功率放大电路构成的输出级以提高驱动电源的输出电压范围的方法和采用多组准互补对称功率放大... 针对压电陶瓷执行器呈现强容性负载的特性,该文研究了基于误差放大原理的压电陶瓷执行器动态驱动电源,提出采用高压运算放大器结合准互补对称功率放大电路构成的输出级以提高驱动电源的输出电压范围的方法和采用多组准互补对称功率放大电路构成的输出级并联以提高输出峰值功率的方法。通过对实际电路的测试表明,采用上述方法开发的压电陶瓷执行器动态驱动电源不仅输出功率达270 W,且具有良好的静态性能。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 驱动电源 动态性能 高压运放

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压电陶瓷执行器的输入历史相关Preisach模型 被引量：2

4

作者 李黎 刘向东 +1 位作者 王伟 侯朝桢 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第5期551-553,557,共4页

压电陶瓷执行器的迟滞特性是影响其定位精度的主要因素。用于描述迟滞特性的经典Preisach模型的输出与历史时刻输入密切相关,在Preisach权函数中引入历史时刻输入信息,提出一种新的Preisach模型。采用简化迟滞算子对模型进行预处理后,... 压电陶瓷执行器的迟滞特性是影响其定位精度的主要因素。用于描述迟滞特性的经典Preisach模型的输出与历史时刻输入密切相关,在Preisach权函数中引入历史时刻输入信息,提出一种新的Preisach模型。采用简化迟滞算子对模型进行预处理后,构造神经网络实现模型的辨识。实验数据表明,在衰减正弦电压信号激励下,该模型预测位移误差绝对值的最大值与经典Preisach模型相比减少了76%,均方误差减少了78%。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 简化迟滞算子 PREISACH模型 输入历史相关

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压电陶瓷式执行器的动态特性的改善研究 被引量：4

5

作者 刘国华 王艳菊 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2000年第4期246-248,265,共4页

针对压电陶瓷微位移执行器动态响应速度慢的问题进行了研究，提出用数字ＰＩＤ方法加以解决，并研制出一套实用控制系统。其中，研制出一种可微机控制的精密高压调节器，与单片机数字系统相配合，形成一个完整的、数字－模拟电路结合的... 针对压电陶瓷微位移执行器动态响应速度慢的问题进行了研究，提出用数字ＰＩＤ方法加以解决，并研制出一套实用控制系统。其中，研制出一种可微机控制的精密高压调节器，与单片机数字系统相配合，形成一个完整的、数字－模拟电路结合的控制系统，用以实现压电陶瓷微位移器动态性能的改善。实验表明，该控制系统简单、可靠、实用，所提出的ＰＩＤ方法对压电陶瓷微位移执行器的动态特性有明显的改善。 展开更多

关键词 压电陶瓷微位移器 动态特性 执行器

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基于积分器的压电陶瓷自感知执行器研究 被引量：1

6

作者 崔玉国 董维杰 +1 位作者 孙宝元 杨志欣 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期845-850,共6页

拟用压电陶瓷执行器自感知位移,省去外部传感器.从基本压电方程出发,推导出压电陶瓷执行器晶片上自由电荷中包含的执行器位移信息,进而提出了一种基于积分器电路的压电陶瓷执行器位移自感知方法.对压电陶瓷叠堆执行器设计了电压驱动电路... 拟用压电陶瓷执行器自感知位移,省去外部传感器.从基本压电方程出发,推导出压电陶瓷执行器晶片上自由电荷中包含的执行器位移信息,进而提出了一种基于积分器电路的压电陶瓷执行器位移自感知方法.对压电陶瓷叠堆执行器设计了电压驱动电路,同时设计了获取自由电荷的积分器电路.基于此复合电路,执行器在执行的同时,可以感知其自身的位移.该方法使得自感知电路的调节和感知信号的获取变得容易,克服了电桥法自感知电路阻抗不易匹配的不足.实验结果表明,在不同的驱动电压波形、不同的驱动电压频率下,基于积分器的压电陶瓷自感知执行器均能够很好地获取执行器的位移信号. 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 自感知 积分器

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压电陶瓷执行器迟滞Bouc-Wen模型的参数交叉估计 被引量：2

7

作者 蔡春霞 刘向东 《新型工业化》 2013年第3期50-57,共8页

Bouc-Wen模型作为一种描述非线性迟滞环的解析形式,因其广泛适用于许多迟滞系统,越来越受到关注。本文在压电陶瓷执行器Bouc-Wen模型的Hammerstein结构基础上提出了参数交叉估计的思想,采用混沌粒子群算法对其模型参数进行交叉估计研究... Bouc-Wen模型作为一种描述非线性迟滞环的解析形式,因其广泛适用于许多迟滞系统,越来越受到关注。本文在压电陶瓷执行器Bouc-Wen模型的Hammerstein结构基础上提出了参数交叉估计的思想,采用混沌粒子群算法对其模型参数进行交叉估计研究,并进行了实验验证。实验结果表明,此模型应用于压电陶瓷建模是行之有效的且所采用的参数交叉估计方法具有良好的鲁棒性,提高了建模精度。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 BOUC-WEN模型 参数交叉估计 混沌粒子群算法

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梯度功能压电陶瓷执行器的制备及其微位移特性 被引量：5

8

作者 朱信华 王群 孟中岩 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期20-26,共7页

研究了ｘＰｂ（Ｎｉ＿（１／３）Ｎｂ＿（２／３））Ｏ＿３－（１－ｘ）Ｐｂ（Ｚｒ＿δＴｉ（１－δ））Ｏ＿３（０．２≤ｘ≤０．６，０．２≤δ≤０．５）三元系固溶体的介电和压电性能．采用粉末冶金法制备了Ｐｂ（Ｎｉ＿（１／３）... 研究了ｘＰｂ（Ｎｉ＿（１／３）Ｎｂ＿（２／３））Ｏ＿３－（１－ｘ）Ｐｂ（Ｚｒ＿δＴｉ（１－δ））Ｏ＿３（０．２≤ｘ≤０．６，０．２≤δ≤０．５）三元系固溶体的介电和压电性能．采用粉末冶金法制备了Ｐｂ（Ｎｉ＿（１／３）Ｎｂ＿（２／３））Ｏ＿（３－）ＰｂＺｒＯ＿３－ＰｂＴｉＯ＿３（ＰＮＮ－ＰＺ－ＰＩ）系梯度压电功能材料（ＦＧＭ），研制了一种新型的ＦＧＭ压陶瓷执行器，它有三层材料构成：压电陶瓷层，中间夹层（组分梯度变化）和高介电层，其弯曲位移特性的研究结果表明在工作电压为１０００Ｖ时，室温执行器自由端的弯曲位移约为２０μｍ（执行器的尺为ｌ×ｗ×ｔ：２０×８×０．７ｍｍ３）．利用ＳＥＭ和ＥＤＡＸ分析手段，对执行器横断面的结晶形貌及组分分布进行了研究。 展开更多

关键词 压电陶瓷 梯度功能材料 执行器 微位移特性

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基于压电自感知执行器悬臂梁振动控制 被引量：17

9

作者 董维杰 孙宝元 +1 位作者 崔玉国 杨志欣 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期77-80,共4页

用一片压电陶瓷同时做传感器和执行器,基于应变速度电桥电路将应变速度信号从执行器控 制电压中分离出来,制成了压电式自感知执行器；针对电桥不平衡情况,设计了由比例调节和 相位滞后校正组成的简单控制器. 悬臂梁振动控制实验证明:自... 用一片压电陶瓷同时做传感器和执行器,基于应变速度电桥电路将应变速度信号从执行器控 制电压中分离出来,制成了压电式自感知执行器；针对电桥不平衡情况,设计了由比例调节和 相位滞后校正组成的简单控制器. 悬臂梁振动控制实验证明:自感知执行器不仅能检测振动 信息,而且能有效抑制悬臂梁的振动. 展开更多

关键词 压电陶瓷 悬臂梁 自感知执行器 主动控制 微机电系统 传感器

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压电执行器改进Bouc-Wen模型及其定位补偿控制研究 被引量：5

10

作者 周民瑞 周振华 +2 位作者 刘鑫 曹太山 李战慧 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期155-164,共10页

针对多数迟滞模型无法描述压电陶瓷执行器(piezoelectric actuator,PEA)的非对称、率相关迟滞非线性,提出一种改进Bouc-Wen(improved Bouc-Wen,IBW)模型并基于提出的IBW模型对其补偿控制进行试验研究。首先,基于传统Bouc-Wen(classical ... 针对多数迟滞模型无法描述压电陶瓷执行器(piezoelectric actuator,PEA)的非对称、率相关迟滞非线性,提出一种改进Bouc-Wen(improved Bouc-Wen,IBW)模型并基于提出的IBW模型对其补偿控制进行试验研究。首先,基于传统Bouc-Wen(classical Bouc-Wen,CBW)迟滞模型引入两项非对称项并引入二阶IIR滤波器以精确描述压电陶瓷执行器的迟滞非线性,进一步分析了模型参数值与频率变化规律并修正率相关参数。然后,搭建基于NI CompactRIO测控系统压电陶瓷执行器精密定位试验平台,对提出的IBW模型进行了试验验证并基于IBW模型对其补偿控制进行了试验研究。试验结果表明:IBW模型性能显著优于传统Bouc-Wen模型和增强型Bouc-Wen(enhanced Bouc-Wen,EBW)模型,对于激励频率10~100 Hz多频正弦信号,IBW模型均方根误差相较于CBW模型和EBW模型分别下降了82.07%和62.10%,试验中压电陶瓷执行器实测最大输出位移6.15μm,基于IBW模型所提出复合补偿控制均方根误差为0.039μm,仅为最大输出位移的0.64%,最大跟踪误差仅为0.153μm。若忽略测量噪声,定位误差接近于零,说明所提出的IBW模型及其补偿控制算法有助于实现压电陶瓷执行器的高速、宽频超精密定位及主动振动控制。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器(pea) 动态非对称迟滞 改进Bouc-Wen(IBW)模型 迟滞补偿控制

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空分复用压电自感知执行器执行与传感效果研究 被引量：6

11

作者 李涵 董维杰 崔玉国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期40-44,共5页

结构振动主动控制可以采用压电自感知执行器。空分复用解耦方法是实现压电自感知执行器的一种新方法,实质是采用几何方法解耦,即将压电片的一个完整电极分割为执行区和传感区以实现自感知。本文以悬臂梁为对象,以涡流位移计作为标准传感... 结构振动主动控制可以采用压电自感知执行器。空分复用解耦方法是实现压电自感知执行器的一种新方法,实质是采用几何方法解耦,即将压电片的一个完整电极分割为执行区和传感区以实现自感知。本文以悬臂梁为对象,以涡流位移计作为标准传感器,对两种电极分割方式的压电片的传感和执行效果进行了实验研究。通过测量压电梁的频率特性,证明了空分复用的压电陶瓷片同时兼有传感和执行两种功能。实验结果也表明传感区的敏感输出受到执行区激励电压的静电耦合的影响,利用悬臂梁存在反谐振点的特性,提出了一种定量测量静电耦合的方法,并测定了不同电极宽度、不同极间隙下的静电耦合系数。本文的工作为采用空分复用的压电自感知执行器进行振动主动控制奠定了基础。 展开更多

关键词 压电陶瓷 自感知执行器 空分复用 静电耦合

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基于滑模控制器的压电执行器线性化控制研究 被引量：1

12

作者 凌金成 刘志强 +1 位作者 周振华 周民瑞 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第6期859-865,871,共8页

针对传统的Bouc-Wen模型不能准确表征压电陶瓷执行器固有的迟滞非对称特征,导致控制精度受限问题,该文提出一种基于传统的Bouc-Wen模型与Hammerstein模型结合的迟滞建模方法,基于利用卡曼状态预估的滑模控制的控制策略来提高控制精度。... 针对传统的Bouc-Wen模型不能准确表征压电陶瓷执行器固有的迟滞非对称特征,导致控制精度受限问题,该文提出一种基于传统的Bouc-Wen模型与Hammerstein模型结合的迟滞建模方法,基于利用卡曼状态预估的滑模控制的控制策略来提高控制精度。首先,利用粒子群算法对传统的Bouc-Wen模型与Hammerstein结构结合迟滞模型的参数进行辨识,然后根据二阶系统的状态空间矩阵建立卡尔曼观测器,并根据卡尔曼观测器的状态预估利用滑模规律进行反馈补偿和建立逆模型进行前馈补偿,形成前馈-反馈复合补偿。通过数值仿真表明,在0~100 V峰值与0~100 Hz激励频率内,所建立的非线性模型能很好地描述与预测压电陶瓷执行器的动态输出。执行器位移在0~6μm时,传统的Bouc-Wen模型开环、基于传统的Bouc-Wen模型与Hammerstein结构结合迟滞模型的平均迟滞误差分别为0.65495μm、0.18639μm;在50 Hz下,基于传统的Bouc-Wen模型与Hammerstein结构的前馈PID补偿均方根误差为0.0885μm,其前馈滑模复合控制补偿均方根误差为0.047μm,仅为最大输出位移的0.78%,最大跟踪误差仅为0.153μm,精度提高了78%,说明该文所提出的基于传统的Bouc-Wen模型与Hammerstein结构结合迟滞模型及其补偿控制算法,有助于实现压电陶瓷执行器的高速、宽频超精密定位控制。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 动态非对称迟滞 HAMMERSTEIN模型 滑模控制

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压电执行器及其在液压阀中的应用 被引量：3

13

作者 华顺明 张宇 +2 位作者 彭宇 刘立君 许少锋 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第5期697-703,共7页

以压电执行器为核心的高速开关阀及伺服阀等压电式液压阀具有频响高,微动性能好,结构紧凑等优点,是新型阀控类型之一,受到国内外研究者的持续关注。首先,该文介绍了阀用压电执行器的分类和特点,根据工作原理分为直推式和步进式2类4种形... 以压电执行器为核心的高速开关阀及伺服阀等压电式液压阀具有频响高,微动性能好,结构紧凑等优点,是新型阀控类型之一,受到国内外研究者的持续关注。首先,该文介绍了阀用压电执行器的分类和特点,根据工作原理分为直推式和步进式2类4种形式;其次,对先导型、直动型、喷嘴挡板型和开关型4种典型压电阀的研究进展进行了梳理,分析了各自的代表性结构、性能特点。结果表明,随着未来对液压阀精密化、智能化需求的提升,压电液压阀的应用前景更广。因此,除高性能介电材料开发外,如微位移放大、迟滞补偿控制等关键压电驱动与控制技术仍有待深入研究。 展开更多

关键词 压电陶瓷 压电执行器 液压阀 位移放大 迟滞特性

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用PZT作执行器抑制柔性梁的振动 被引量：2

14

作者 唐凤 陈伟民 黄尚廉 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1996年第2期106-108,共3页

研究了用ＰＺＴ作执行器对柔性梁振动的抑制，分析了ＰＺＴ用作执行器时的电机械性能，表明了ＰＺＴ执行器在振动抑制中的最佳位置，给出了实验结果。

关键词 PZT执行器 振动抑制 压电陶瓷

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PZT、SMA和电致伸缩材料执行器的电机械性能 被引量：3

15

作者 唐凤 黄尚廉 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1996年第1期50-53,共4页

研究了机敏结构中的ＰＺＴ、ＳＭＡ和电致伸缩材料的电机械性能及应变与电压的关系，测量了这些材料在形状改变的过程中产主的恢复力，比较了它们作为执行器时性能的优劣，为研究机敏结构中的执行器提供了良好的依据。

关键词 执行器 电机械性能 压电陶瓷 形状记忆合金

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压电陶瓷迟滞非线性的成因与校正 被引量：2

16

作者 史丽萍 魏艳波 +3 位作者 魏喜雯 张波 徐艳春 瞿晓东 《黑龙江大学工程学报》 2013年第2期103-107,112,共6页

针对压电陶瓷执行器输出位移的迟滞非线性现象,基于压电陶瓷铁电效应的微观极化机理,应用电畴转向理论,解释了产生迟滞非线性的原因。为了降低迟滞特性对压电陶瓷执行器的影响,研究了MPT-2MRL103A压电陶瓷微位移执行器迟滞特性,并采用... 针对压电陶瓷执行器输出位移的迟滞非线性现象,基于压电陶瓷铁电效应的微观极化机理,应用电畴转向理论,解释了产生迟滞非线性的原因。为了降低迟滞特性对压电陶瓷执行器的影响,研究了MPT-2MRL103A压电陶瓷微位移执行器迟滞特性,并采用广义非线性Preisach模型建立压电陶瓷执行器迟滞模型,利用建立的的模型作为PID反馈控制的前馈环节进行闭环精密定位控制,进一步改善压电陶瓷执行器驱动电压与输出位移间的线性关系,提高定位精度。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 铁电效应 迟滞非线性 广义非线性 PREISACH模型

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高分辨率压电陶瓷微位移检测电路设计与实现 被引量：7

17

作者 张泉 尹达一 李清灵 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第6期903-906,共4页

为提高压电驱动的大口径快摆镜控制精度,采用了电阻式应变传感器(SGS)和基于锁定放大信号调理方法来检测压电执行器微位移,该微位移检测电路包括集成在压电内部的电阻式SGS,前端信号调制放大电路、带通滤波去噪电路、相敏解调电路和低... 为提高压电驱动的大口径快摆镜控制精度,采用了电阻式应变传感器(SGS)和基于锁定放大信号调理方法来检测压电执行器微位移,该微位移检测电路包括集成在压电内部的电阻式SGS,前端信号调制放大电路、带通滤波去噪电路、相敏解调电路和低通滤波电路等,最后搭建系统验证并利用小波分解重构的方法对微位移信号进行噪声分析。试验结果表明,该系统检测的压电执行器微位移信号良好,噪声满足实际工程中压电陶瓷(PZT)执行器的24nm位置分辨率的要求。 展开更多

关键词 压电陶瓷(PZT)执行器 应变传感器(SGS) 微位移 锁定放大 小波噪声分析

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高压电常数PSN-PZT压电陶瓷的制备与性能研究 被引量：1

18

作者 戴昭波 王五松 +2 位作者 褚涛 张元松 燕周民 《材料保护》 CSCD 北大核心 2016年第S1期34-36,共3页

采用传统的固相烧结法制备了三元系Pb_(0.82)Sr_(0.13)Ba_(0.05)(Sb_(1/3)Nb_(2/3))_(0.02)(Zr_(1/2)Ti_(1/2))_(0.98)O_3-wBi_2O_3(PSN-PZT-wBi)压电陶瓷,并研究了Bi^(3+)掺杂对压电陶瓷电性能的影响。结果表明,当Bi_2O_3掺杂量在0.25... 采用传统的固相烧结法制备了三元系Pb_(0.82)Sr_(0.13)Ba_(0.05)(Sb_(1/3)Nb_(2/3))_(0.02)(Zr_(1/2)Ti_(1/2))_(0.98)O_3-wBi_2O_3(PSN-PZT-wBi)压电陶瓷,并研究了Bi^(3+)掺杂对压电陶瓷电性能的影响。结果表明,当Bi_2O_3掺杂量在0.25wt%时,PSN-PZT压电陶瓷具有最优异的电学性能:d_(33)=980 pC/N,k_p=0.83,ε_r=6 855,tanδ=0.04,T_c=150℃。 展开更多

关键词 高压电常数 高介电常数 PSN-PZT-wBi陶瓷 执行器

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压电致动式圆片驱动装置结构分析与设计 被引量：1

19

作者 贾建援 范国滨 王卫东 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期42-46,共5页

根据压电致动的工作原理,建立了圆片微驱动装置的压电复合层薄板的机电耦合力学模型;应用弹性薄板的小挠度弯曲理论,推导出圆形压电复合层薄板的弹性曲面微分方程,提出由逆压电效应引起的平面应变可以等效为作用在压电复合层薄板上的横... 根据压电致动的工作原理,建立了圆片微驱动装置的压电复合层薄板的机电耦合力学模型;应用弹性薄板的小挠度弯曲理论,推导出圆形压电复合层薄板的弹性曲面微分方程,提出由逆压电效应引起的平面应变可以等效为作用在压电复合层薄板上的横向荷载的设计方法;指出等效横向荷载取决于平行板电容器的边缘电场分布.推导了压电复合层薄板中性面的表达式.在求电场的超越方程数值解的基础上,建立了微驱动装置的有限元结构模型,并对某微泵驱动装置进行了计算仿真,得到令人满意的结果. 展开更多

关键词 压电致动式圆片驱动装置 微执行器 压电陶瓷 压电效应 微泵 微分方程

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PZT非线性特性的研究 被引量：11

20

作者 唐凤 黄尚廉 刘光聪 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1997年第3期180-183,191,共5页

对ＰＺＴ的非线性特性进行了理论和实验研究，给出了施加不同电压时ＰＺＴ机电耦合特性的实验曲线，详细讨论了施加电压过程与所产生的机械变形之间的关系。最后根据实验结果给出了ＰＺＴ用作执行元件时的线性工作区。

关键词 PZT 非线性 执行器 锆钛酸铅 压电陶瓷

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