基于改进PI模型的压电陶瓷动态迟滞建模

摘要

Prandtl- Ishlinskii模型属于Preisach模型的子模型(简称PI模型),采用了斜坡函数来代替Preisach模型中的阶跃函数,具有运算量小、结构简单、具有解析解、便于求逆等特点.但是经典的PI模型的算子是关于模型原点奇对称的,而实际使用的压电材料的实测迟滞曲线大都是非奇对称的,同时PI模型的输出位移量大小不随输入电压频率的变化而变化,而压电陶瓷的输出位移量随输入电压频率的变化而变化.单纯依赖PI模型,无法描述压电陶瓷的特性.为此,本文通过对PI模型进行改进,改善PI模型的非奇函数特性,引入惯性环节,增加迟滞元的动态特性.结果表明,改进的PI动态模型能很好地逼近压电陶瓷的位移输出信号,并具有较高的模型预测精度.