[发明专利]一种压电执行器输出位移的自感知方法

权利要求书

1.一种压电执行器输出位移的自感知方法，包括用于获得压电执行器晶片表面电荷的积分器，积分器包括运算放大器和积分电容，其特征是：所述的压电执行器输出位移δ的自感知表达式为：

式中，δ_est为压电执行器的自感知位移，C为积分器中的积分电容，u_out为积分器中运算放大器A的输出电压，α为电荷-位移系数，R_P为压电执行器的绝缘电阻，u为施加在压电执行器上的驱动电压，Q_DA为压电执行器晶片的介电吸收电荷，i_BIAS为运算放大器的偏置电流；C的值和u的值已知；

i_BIAS的值是通过不给压电执行器施加驱动电压，即u＝0的情况下，采集运算放大器的输出电压u_out，进而通过运算式求得；

R_P的值是给压电执行器施加恒定的驱动电压u，同时采集运算放大器的输出电压u_out，进而通过运算式求得；

α的值是给压电执行器施加阶跃或正弦波电压，通过精密位移传感器测量其输出位移δ，同时采集运算放大器的输出电压u_out，通过求得；

Q_DA的值是通过运算式以及Q^*_DA(s)＝Q_DA/α和k^*＝k/α获得，在辨识k^*、τ时，给压电执行器施加阶跃电压，通过精密位移传感器测量压电执行器的输出位移δ，根据已辨识出的参数求出δ_est，进而求出二者之差Δδ_est，画出Δδ_est随时间变化的曲线，Δδ_est的稳态值与u的稳态值之比即为k^*，Δδ_est达到稳态值63.2％所对应的时间即为τ；在辨识出Q^*_DA(s)后，对其进行拉式反变换，即可求得Q^*_DA(s)的时域响应Q^*_DA,进而就能求得Q_DA；s为复变量,Q^*_DA(s)为介电吸收电荷Q_DA的拉式变换Q_DA(s)与电荷-位移系数α之比,Δδ_est(s)为Δδ_est的拉式变换，u(s)为u的拉式变换。

2.根据权利要求1所述的一种压电执行器输出位移的自感知方法，其特征是：所述的压电执行器为叠堆式压电执行器。

3.根据权利要求1所述的一种压电执行器输出位移的自感知方法，其特征是：所述的压电执行器为双晶片式压电执行器。