用于压电迟滞非线性的分数阶归一化 Bouc-Wen 模型
机器人学
2021-04-13 v3 信号处理
摘要
本文提出一种新的分数阶归一化 Bouc-Wen（BW）（FONBW）模型，用于描述压电执行器（PEA）的非对称且率相关的迟滞非线性。鉴于经典 BW（CBW）模型仅能有效描述对称且率无关的迟滞，FONBW 模型分别采用 N 阶多项式输入函数和两个分数阶算子来刻画 PEA 中迟滞的非对称与率相关行为。与传统改进的 BW 模型不同，所提 FONBW 模型还通过归一化处理消除了 CBW 模型中的参数冗余。由此，所开发的 FONBW 模型具有相对简单的数学表达式且参数更少，可同时刻画 PEA 的非对称与率相关迟滞行为。模型参数通过自适应差分进化算法辨识。为验证所提模型的有效性，在一个 PEA 系统上开展了一系列模型验证及基于逆乘结构的开环前馈控制实验。结果表明，该模型在建模精度与迟滞补偿方面优于 CBW 模型与传统改进的 BW 模型。
引用
@article{arxiv.2003.04917,
title = {A Fractional-Order Normalized Bouc-Wen Model for Piezoelectric Hysteresis Nonlinearity},
author = {Shengzheng Kang and Hongtao Wu and Yao Li and Xiaolong Yang and Jiafeng Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.04917},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 10 figures, submitted to TMech; 10 pages, 11 figures, add two subsections in Section IV; modify Tables I and III, and Figures 9 and 10