归一化非对称迟滞模型在压电作动器参数辨识中的应用

"这篇论文研究了压电作动器非对称迟滞模型的建立与参数辨识问题，针对传统Bouc Wen模型存在的参数冗余和辨识准确性下降的问题，以及粒子群优化算法在参数识别上的局限性，提出了新的模型和算法。作者通过归一化的非对称迟滞模型，利用两个多项式来实现非对称效应，并通过归一化Bouc Wen模型消除冗余参数。此外，他们采用一种自适应差分进化算法来优化参数识别过程，提高了识别速度和精度。实验结果证实，新模型在描述压电陶瓷的实际电压位移曲线时具有更高的精确度，同时简化了参数辨识的复杂性。与粒子群算法和传统差分进化算法相比，自适应差分进化算法能够更快速、准确地找到最优参数。" 这篇论文详细探讨了压电作动器中非对称迟滞现象的建模和参数识别技术。压电作动器是一种利用压电效应将电信号转换为机械运动的设备，在精密定位、微纳操作等领域有着广泛应用。迟滞现象是压电陶瓷材料的一个显著特性，即在相同输入信号下，其输出响应存在正向和反向的不同，这种非线性和非对称性增加了建模的复杂性。 传统Bouc Wen模型虽然广泛用于描述压电陶瓷的迟滞行为，但其参数冗余问题导致模型辨识的不准确。论文中，研究人员提出了一种新的归一化非对称迟滞模型，通过两个多项式函数来模拟非对称性，有效减少了参数数量，提高了模型的简洁性和准确性。同时，为了优化参数辨识过程，他们采用了参数和变异策略自适应的差分进化算法，这是一种优化算法，能有效地避免局部最优并提高全局搜索能力。 实验部分，研究人员搭建了专门的测试系统，对压电陶瓷作动器进行了实验，以验证新模型和算法的有效性。实验结果对比显示，新提出的模型在描述压电陶瓷的实际电压位移曲线时，表现出了更高的精确度，而且由于消除了参数冗余，使得参数辨识变得更加简便。同时，自适应差分进化算法在寻找最优参数值上，不仅速度快，而且准确性高，优于粒子群算法和传统的差分进化算法。 这篇研究为压电作动器的建模和控制提供了新的理论基础和实用工具，有助于提高压电陶瓷器件的性能和控制精度，对于压电技术在精密工程领域的应用具有重要意义。