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压电陶瓷驱动器迟滞非线性的改进型Bouc-Wen模型建模及试验验证
1
作者 陈星宇 许有熊 《河南科技》 2025年第2期48-51,共4页
【目的】由于压电陶瓷驱动器的迟滞特性,有必要进行迟滞建模,以提高控制精度。【方法】针对压电陶瓷驱动器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,结合非对称静态Bouc-Wen迟滞模型,建立了压电陶瓷驱动器动态迟滞模型,并在输出端加入电压的... 【目的】由于压电陶瓷驱动器的迟滞特性,有必要进行迟滞建模,以提高控制精度。【方法】针对压电陶瓷驱动器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,结合非对称静态Bouc-Wen迟滞模型,建立了压电陶瓷驱动器动态迟滞模型,并在输出端加入电压的多项式。【结果】根据试验测得压电陶瓷驱动器输入、输出数据,采用粒子群算法辨识得到驱动器的参数化模型,并通过与经典的Bouc-Wen模型进行对比,验证了该模型的有效性。【结论】试验结果表明,与经典的Bouc-Wen模型相比,在输出端加入电压的多项式,相对误差和均方根误差都有所下降,证明了所提出模型的有效性。 展开更多
关键词 压电陶瓷驱动器 迟滞非线性 改进bouc-wen模型 粒子群算法
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一种自复位摇摆墙的改进Bouc-Wen滞回模型 被引量：1
2
作者 苏醒 阎石 +1 位作者 付江监 孙祥磊 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期39-49,201,共12页
Bouc-Wen模型是一种可表征结构及构件刚度、强度退化等的多功能非线性光滑滞回模型,可广泛应用于各类结构滞回行为的描述。自复位摇摆墙(Self-centering rocking wall, SCRW)结构由于其优越的抗震和自复位性能,滞回曲线呈“旗帜型”。... Bouc-Wen模型是一种可表征结构及构件刚度、强度退化等的多功能非线性光滑滞回模型,可广泛应用于各类结构滞回行为的描述。自复位摇摆墙(Self-centering rocking wall, SCRW)结构由于其优越的抗震和自复位性能,滞回曲线呈“旗帜型”。为了更好地表征这种“旗帜型”滞回特性,在Bouc-Wen模型的基础上,建立一种具有较高精度和较好实用性的改进Bouc-Wen滞回模型。改进的Bouc-Wen模型参数是决定结构滞回性能力学特征的关键。由于该模型参数众多且选择范围不明确,为适应该类模型参数高效识别的需求,通过在MATLAB/Simulink环境中搭建程序框图,实现了对该理论模型控制参数的定性及定量分析,并运用遗传算法对10个SCRW试验结果进行参数识别,对识别结果进行统计分析,建立各参数与滞回曲线关键点的关系式,基于统计结果给出了各参数的建议取值范围;最后,通过SCRW拟静力试验对改进的滞回模型和参数取值范围进行了验证。结果表明:这种单自由度改进的Bouc-Wen滞回模型能较好地反映SCRW在往复荷载作用下无残余变形和强度、刚度退化特点的“旗帜型”滞回特性。所提出的参数取值范围显著提升了改进Bouc-Wen模型的识别精度与效率,识别过程对类似模型的参数识别具有参考价值。 展开更多
关键词 自复位摇摆墙 “旗帜形”滞回特性 改进bouc-wen模型 模型参数识别 拟静力试验
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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：6
3
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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基于改进Bouc-Wen模型的磁流变阻尼器建模及验证 被引量：4
4
作者 郝荣彪 赵宝生 +1 位作者 党贺 赵正锡 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1574-1579,共6页
针对建立磁流变阻尼器非线性动力学模型的问题,从改进的Bouc-Wen模型出发,在磁流变阻尼器力学特性试验的基础上,以仿真值与实测值之间的误差作为目标函数,采用Simulink-Parameter Estimation模块中非线性最小二乘法进行参数识别,然后确... 针对建立磁流变阻尼器非线性动力学模型的问题,从改进的Bouc-Wen模型出发,在磁流变阻尼器力学特性试验的基础上,以仿真值与实测值之间的误差作为目标函数,采用Simulink-Parameter Estimation模块中非线性最小二乘法进行参数识别,然后确定磁流变阻尼器调控参数与控制电压之间的函数关系。根据参数识别结果对磁流变阻尼器进行精确建模,最后采用实测试验数据对模型进行验证。结果表明:得到的6参数精确力学模型精度较高,说明该模型通用性较强。 展开更多
关键词 智能隔振 磁流变阻尼器 参数识别 改进bouc-wen模型
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基于改进PSO的非对称Bouc-Wen模型参数辨识 被引量：2
5
作者 陈玲星 苏强 赵新龙 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第6期834-839,共6页
为了辨识压电陶瓷中的迟滞非线性,该文提出一种改进的粒子群算法(PSO)对非对称Bouc-Wen模型进行参数优化。首先在归一化Bouc-Wen模型中引入非对称因子描述非对称特性,解决该模型只适用于描述对称迟滞的问题。其次通过引入混沌映射、收... 为了辨识压电陶瓷中的迟滞非线性,该文提出一种改进的粒子群算法(PSO)对非对称Bouc-Wen模型进行参数优化。首先在归一化Bouc-Wen模型中引入非对称因子描述非对称特性,解决该模型只适用于描述对称迟滞的问题。其次通过引入混沌映射、收缩因子和动态学习因子来对传统PSO进行改进,动态改变粒子群的权重和学习因子,有效地提高算法的搜索能力和收敛速度。最后通过改进的PSO对非对称Bouc-Wen模型进行参数辨识。结果表明,改进的粒子群算法能较好地辨识Bouc-Wen模型参数,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 压电陶瓷 改进粒子群算法(PSO) 非对称bouc-wen模型 迟滞非线性 参数辨识
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O型钢丝绳隔振器动态迟滞模型参数识别方法研究 被引量：5
6
作者 王红霞 龚宪生 +1 位作者 潘飞 谯艳娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期155-160,共6页
针对O型钢丝绳隔振器具有非线性弹性刚度、非对称迟滞动态特性,采用改进的归一化Bouc-Wen模型并基于该模型对钢丝绳隔振器动态特性参数识别方法进行研究。提出新的简单有效的两阶段识别方法进行参数辨识研究。通过数值仿真与周期性加载... 针对O型钢丝绳隔振器具有非线性弹性刚度、非对称迟滞动态特性,采用改进的归一化Bouc-Wen模型并基于该模型对钢丝绳隔振器动态特性参数识别方法进行研究。提出新的简单有效的两阶段识别方法进行参数辨识研究。通过数值仿真与周期性加载试验相结合方法对所提方法进行验证。结果表明,参数识别方法可准确有效识别出O型钢丝绳隔振器模型参数,且试验迟滞曲线与识别模型迟滞曲线吻合较好。 展开更多
关键词 O型钢丝绳隔振器 迟滞 仿真 识别方法 改进的归一化bouc-wen模型
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磁流变弹性体隔振器的非线性滞回动力学模型 被引量：7
7
作者 刘星 夏品奇 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期268-273,共6页
根据磁流变弹性体隔振器的试验数据,利用Bouc-Wen模型,建立磁流变弹性体隔振器的非线性动力学模型。通过遗传算法对Bouc-Wen模型进行参数识别,验证了模型精度。同时提出了改进的Bingham模型,并对磁流变弹性体隔振器进行动力学建模和参... 根据磁流变弹性体隔振器的试验数据,利用Bouc-Wen模型,建立磁流变弹性体隔振器的非线性动力学模型。通过遗传算法对Bouc-Wen模型进行参数识别,验证了模型精度。同时提出了改进的Bingham模型,并对磁流变弹性体隔振器进行动力学建模和参数识别。比较了Bouc-Wen模型与改进的Bingham模型的优缺点。 展开更多
关键词 磁流变弹性体 非线性 bouc-wen模型 改进的Bingham模型 参数辨识
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基于混沌粒子群算法的压电微纳平台迟滞模型参数辨别 被引量：1
8
作者 赵一炘 须颖 安冬 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期136-141,共6页
针对压电微纳平台存在迟滞非线性问题,建立改进的Bouc-Wen模型描述压电微纳平台迟滞现象并使用混沌粒子群算法对模型参数进行参数辨识。通过引入迟滞非线性项对原始Bouc-Wen模型进行改进来获得更好的迟滞拟合曲线;为了解决辨识精度低的... 针对压电微纳平台存在迟滞非线性问题,建立改进的Bouc-Wen模型描述压电微纳平台迟滞现象并使用混沌粒子群算法对模型参数进行参数辨识。通过引入迟滞非线性项对原始Bouc-Wen模型进行改进来获得更好的迟滞拟合曲线;为了解决辨识精度低的问题,使用混沌粒子群算法来增强算法在局部的寻优能力。结果表明,以频率为1 Hz驱动电压为例,改进的Bouc-Wen模型相较于传统Bouc-Wen模型能更加准确地描述其迟滞现象。同时使用混沌粒子群优化算法参数拟合的平均误差以及均方根误差均优于传统粒子群算法,有效提高了位移迟滞数据的拟合精度。 展开更多
关键词 压电执行器 改进bouc-wen模型 粒子群 混沌粒子群
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环形钢丝绳隔振器动态特性建模与参数识别 被引量：5
9
作者 王红霞 龚宪生 +1 位作者 刘巍 潘飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第23期53-57,共5页
设计一种采用独立钢丝绳圈作为弹性阻尼元件的环形钢丝绳隔振器。由于其结构的独特性,该隔振器具有非线性弹性刚度和垂向非对称迟滞动态特性。针对该特性,提出一种改进的归一化Bouc-Wen模型,采用分阶段识别方法进行参数辨识研究,并对提... 设计一种采用独立钢丝绳圈作为弹性阻尼元件的环形钢丝绳隔振器。由于其结构的独特性,该隔振器具有非线性弹性刚度和垂向非对称迟滞动态特性。针对该特性,提出一种改进的归一化Bouc-Wen模型,采用分阶段识别方法进行参数辨识研究,并对提出的模型和参数识别方法进行周期性加载试验验证。结果表明:本文所提出模型以及参数识别方法对于该隔振器垂向非对称迟滞动态特性描述是非常准确有效的,为该隔振器动态设计方法奠定了基础。 展开更多
关键词 环形钢丝绳隔振器 迟滞 改进的归一化bouc-wen模型 识别
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基于非线性扩散和多特征融合的提花针织物疵点检测 被引量：4
10
作者 史伟民 简强 +2 位作者 李建强 汝欣 彭来湖 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期86-94,共9页
为解决提花针织物的复杂纹理在疵点检测过程中易造成检测干扰和疵点误判的问题,提出一种基于非线性扩散和多特征融合的疵点检测方法。采用改进PM模型对提花针织物的花纹和强纹理边缘进行抑制,首先利用梯度差异将疵点图像分为纹理区域及... 为解决提花针织物的复杂纹理在疵点检测过程中易造成检测干扰和疵点误判的问题,提出一种基于非线性扩散和多特征融合的疵点检测方法。采用改进PM模型对提花针织物的花纹和强纹理边缘进行抑制,首先利用梯度差异将疵点图像分为纹理区域及疵点区域,然后结合各区域特点选择对应的扩散方程,依据梯度矩阵计算概率子集、相关准则来确定梯度阈值,实现分区域扩散。根据提花针织物的纹理分布特性,提取改进局部二值算法(LBP)、局部熵、局部相关性等表征参数,然后进行去邻域归一化和多特征融合进一步突出疵点区域,最后利用区域生长法定位分割出疵点形态。实验验证了本文预处理方法及疵点检测方法的有效性,通过与其它预处理算法和疵点检测算法进行对比,结果表明本文算法的检测效果最好,对正常织物图像的误检率为3.3%,对含疵点织物图像检测的准确率为98.6%。 展开更多
关键词 提花针织物 PM模型 扩散方程 梯度阈值 改进局部二值算法 去邻域归一化 多特征融合
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