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压电驱动器因其驱动位移分辨率微小,非常适合于精密驱动领域的应用。然而,大多数压电驱动器是由压电陶瓷材料制成的,具有迟滞非线性的天然缺陷。为了补偿压电陶瓷驱动器的这种迟滞非线性,人们提出了一种基于逆模型的控制方法,该方法主要利用精确的迟滞模型来补偿压电驱动器的迟滞非线性。经典的Prandtl-Ishlinskii 迟滞模型具有算法简单、易于实时控制器实现等优点,但是该模型只能模拟中心对称的迟滞回线,而压电驱动器的迟滞回线是中心非对称的,因此该模型不能直接用于对压电驱动器的迟滞非线性建模。本文为解决此问题而提出了一种改进的Prandtl-Ishlinskii 模型。与经典的Prandtl-Ishlinskii 模型不同的是,本文提出的改进模型由两个非中心对称的迟滞算子复合构成,它们能够分别模型迟滞回线的上升分支和下降分支。改进的Prandtl-Ishlinskii 模型的一些特性也与经典Prandtl-Ishlinskii 模型不同,改进的模型满足记忆擦除特性,但是不满足次环一致特性。为了验证新的模型用于压电陶瓷驱动器迟滞建模的效果,采取了一套迟滞测试系统对一块压电叠堆驱动器的迟滞回线进行了测试。利用新的迟滞模型来模拟所测得的迟滞回线,通过比较测试的迟滞回线与模拟的迟滞回线,发现本文所提出的改进模型具有很高的建模精确度。最大的建模误差为测试数据范围的1.87%,相比之下经典Prandtl-Ishlinskii 模型的最大建模误差达到了7.78%。