摘 要：針對擴(kuò)散硅壓力傳感器表現(xiàn)出非常規(guī)非平滑的強(qiáng)非線性遲滯特性，利用提升空間維數(shù)的方法，提出一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單的遲滯逆算子，將遲滯非線性的多值映射轉(zhuǎn)換成一一映射，建立T-S模糊模型逼近的遲滯逆模型，并實(shí)現(xiàn)對遲滯環(huán)的智能補(bǔ)償。仿真結(jié)果表明，該模型用于遲滯特性建模是有效的，并具有較高的補(bǔ)償精度。 關(guān)鍵詞：擴(kuò)散硅壓力傳感器;遲滯;T-S模型;逆模型;逆算子 Abstract: The hysteresis characteristic of diffused silicon sensor is a kind of non-smooth non-linearity with multivalued mapping and memory. In this method, a hysteretic operator of simple structure is introduced to transform the multivalued mapping of hysteresis into a one-to-one mapping so that T-S fuzzy model can be utilized to approximate the characteristic of hysteresis. And the inverse model of the hysteresis is established，which is put forward to make intelligence compensation to the hysteresis. The results of simulation show the inverse hysteresis model of diffused silicon sensor is effective and of high precision. Key words: diffused silicon pressure sensor;hysteresis;Takagi-Sugeno（T-S） model;inverse model;inverse operator 1 引言 　　擴(kuò)散硅壓力傳感器因具有靈敏度高、性能穩(wěn)定、量程范圍廣、大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、氣象部門、航天航空等領(lǐng)域，應(yīng)用潛力很大[1]。隨著對壓阻效應(yīng)非線性的深入研究及半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)散硅壓力傳感器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不斷提高，但擴(kuò)散硅壓力傳感器本身固有的非常規(guī)非平滑遲滯特性，影響了其測量精度。目前常用補(bǔ)償方法有硬件補(bǔ)償法和軟件法，只是把遲滯看成一般的非線性特性進(jìn)行近似補(bǔ)償。由于新型材料有待研發(fā)等諸多因素限制，從改進(jìn)生產(chǎn)工藝的角度，效果仍不能令人十分滿意。因此通過軟件代替硬件進(jìn)行非線性補(bǔ)償提高傳感器精度已得到廣泛的重視。 　　在遲滯非線性的補(bǔ)償方面，最常用的方法是建立精確的遲滯逆模型，將逆模型與遲滯非線性串聯(lián)起來抵消遲滯對系統(tǒng)的不良影響。為了能夠描述遲滯非線性的特性，國內(nèi)外很多專家學(xué)者從不同角度對遲滯進(jìn)行建模及控制，常見的遲滯模型如Preisach模型[2]、KP模型[3]、PI模型[4]、Duhem模型[5]、Bouc-wen模型[6]、TK模型[7]等。但是這些方法主要是從控制的角度出發(fā)，并不能得到精確的逆模型，而本文是從測量的角度，要求必須得到精確的遲滯逆模型，因而建立起精確的逆模型是本文解決問題的關(guān)鍵。 　　文獻(xiàn)[8]中提出一個(gè)分段的指數(shù)函數(shù)曲線勾畫遲滯算子的輪廓，本文是受文獻(xiàn)[8]的啟發(fā)，基于提升空間維數(shù)的方法，提出一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)簡單的逆算子來提升遲滯的輸入空間，在三維空間上將遲滯的多值映射轉(zhuǎn)化為一一映射，利用T-S模糊模型逼近這個(gè)一一映射，建立遲滯逆模型。仿真結(jié)果表明，該模型具有較好的逼近和預(yù)測能力。 　　詳情請點(diǎn)擊：擴(kuò)散硅壓力傳感器的遲滯建模與智能補(bǔ)償