本文關(guān)鍵詞：氣動人工對搞肌協(xié)調(diào)運(yùn)動控制研究

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【摘要】：氣動人工肌肉(PAM)作為一種新型的先進(jìn)氣動執(zhí)行元件,因其自身的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)受到了越來越多人的關(guān)注。而隨著人們對其研究的不斷深入,其應(yīng)用越來越廣泛。本文通過建模與仿真的方法主要研究了兩根氣動人工肌肉所組成對抗肌的結(jié)構(gòu)與特性。在對氣動人工對抗肌驅(qū)動機(jī)械臂運(yùn)動特性分析的基礎(chǔ)上,對其運(yùn)動進(jìn)行控制,使其到達(dá)預(yù)定的目標(biāo)并保持運(yùn)動的協(xié)調(diào)。通過對大量的仿真結(jié)果分析最終得出對氣動人工對抗肌的控制策略。 本文首先介紹了氣動人工肌肉的相關(guān)內(nèi)容,主要從氣動人工肌肉的發(fā)展歷程、氣動人工肌肉的應(yīng)用以及本研究的目的意義和主要內(nèi)容等方面做了簡單的介紹。針對單根氣動人工肌肉的模型與特性做出了分析比較。通過尋找對于氣動人工肌肉輸出力與其實(shí)際輸出力之間的差異原因,得出了一系列考慮到不同情況影響的氣動人工肌肉輸出力的數(shù)學(xué)模型,同時(shí)對氣動人工肌肉的相關(guān)特性做出了分析。 其次,將兩根氣動人工肌肉形成的對抗肌作為驅(qū)動力驅(qū)動機(jī)械臂轉(zhuǎn)動,并將此視為一個(gè)系統(tǒng),分析其結(jié)構(gòu)與運(yùn)動,建立了其動力學(xué)方程。對其運(yùn)力學(xué)方程進(jìn)行了仿真分析,并確定了滿足要求的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),進(jìn)而得到了一個(gè)穩(wěn)定的由兩根氣動人工對抗肌驅(qū)動機(jī)械臂轉(zhuǎn)動的系統(tǒng)。改變系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動角度后再進(jìn)行試驗(yàn)仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了此氣動人工對抗肌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 然后,根據(jù)系統(tǒng)的動力學(xué)方程以及上述穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析,建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù),應(yīng)用PID的控制方法設(shè)計(jì)了系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)動的控制參數(shù)。通過對實(shí)際系統(tǒng)的仿真分析建立實(shí)際PID仿真控制模型,驗(yàn)證以上得到的控制參數(shù)。同時(shí)通過對實(shí)際控制模型的驗(yàn)證與分析,得出能夠滿足要求的控制方法,并驗(yàn)證此方法對于控制氣動人工對抗肌的協(xié)調(diào)運(yùn)動是可行并合理的。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.19;TP273

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本文編號：1192188