發(fā)布時(shí)間：2017-09-13 11:44

  本文關(guān)鍵詞：人工肌肉IPMC驅(qū)動(dòng)器魯棒非線性控制設(shè)計(jì)

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【摘要】：離子聚合物金屬復(fù)合材料(IPMC),也叫人工肌肉,屬于離子型電制動(dòng)聚合物(EAP)的一種,因?yàn)槠滟|(zhì)量體積小、無污染,小電壓等特點(diǎn),被廣泛作為驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于各類仿生智能機(jī)器人的構(gòu)建中。為了控制過程中能夠?qū)崿F(xiàn)精確動(dòng)作,可以通過控制人工肌肉(IPMC)的偏移量實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。所以,本文設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)對(duì)人工肌肉(IPMC)的精確位置進(jìn)行控制。由于人工肌肉(IPMC)在建模中因參數(shù)辨識(shí)或運(yùn)行過程中參數(shù)改變引起的模型不確定性、外界擾動(dòng)以及低電壓下控制輸入受限問題等,這些都會(huì)對(duì)控制的精度帶來影響。因?yàn)橐陨显?運(yùn)用普通的控制策略很難獲得效果好的精確位置控制。所以,選用合適的控制策略來對(duì)含有不確定因素的人工肌肉(IPMC)進(jìn)行魯棒穩(wěn)定跟蹤控制仍然是現(xiàn)階段急需解決的關(guān)鍵問題,將為拓展人工肌肉(IPMC)的廣泛應(yīng)用提供更為有效的途徑。本文對(duì)具有不確定性的人工肌肉(IPMC)的魯棒非線性精密位置控制設(shè)計(jì)做了研究。為了對(duì)人工肌肉(IPMC)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行精確控制,首先要考慮人工肌肉(IPMC)的模型誤差以及參數(shù)的測(cè)量誤差,本文運(yùn)用演算子的魯棒非線性設(shè)計(jì)方案,保證了人工肌肉(IPMC)魯棒穩(wěn)定。其次,對(duì)于穩(wěn)定的人工肌肉(IPMC)控制系統(tǒng),采用PI控制器來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)跟蹤設(shè)計(jì)。對(duì)于PI跟蹤控制器的參數(shù)選取問題,運(yùn)用了兩種辦法來選取合適的參數(shù)。第一種是運(yùn)用Matlab里的系統(tǒng)辨識(shí)工具箱和尋優(yōu)參數(shù)工具箱,來獲取合適的PI控制器參數(shù)。這種方法雖然簡(jiǎn)單,但效果不太理想。第二種方法是提出了蜂群算法來選取合適的參數(shù)。從仿真效果來看,是比第一種方法要好的。
【關(guān)鍵詞】：IPMC 算子理論 Matlab工具箱 蜂群算法 非線性魯棒控制
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.17;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 緒論9-15
• 1.1 課題的研究背景9-11
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-14
• 1.2.1 人工肌肉（IPMC）的應(yīng)用概述和研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 人工肌肉（IPMC）控制設(shè)計(jì)現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本章小結(jié)14-15
• 2. 人工肌肉（IPMC）的概述15-19
• 2.1 人工肌肉（IPMC）的分類以及特點(diǎn)15
• 2.2 人工肌肉（IPMC）數(shù)學(xué)建模15-16
• 2.3 具有不確定性的人工肌肉數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.4 研究目的和方法17
• 2.5 本章小結(jié)17-19
• 3. 基于算子理論的魯棒非線性穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)19-26
• 3.1 算子理論19-20
• 3.2 基于算子理論的右互質(zhì)分解20-21
• 3.3 魯棒右互質(zhì)分解21-22
• 3.4 魯棒穩(wěn)定控制器設(shè)計(jì)22-25
• 3.4.1 算子控制器A和B的設(shè)計(jì)22-24
• 3.4.2 仿真結(jié)果分析24-25
• 3.5 本章小結(jié)25-26
• 4. 基于MATLAB工具箱的跟蹤控制器參數(shù)優(yōu)化26-35
• 4.1 跟蹤控制器C的設(shè)計(jì)26
• 4.2 基于MATLAB系統(tǒng)辨識(shí)工具箱的模型辨識(shí)26-29
• 4.3 基于MATLAB參數(shù)優(yōu)化工具箱的PI參數(shù)優(yōu)化29-32
• 4.4 仿真結(jié)果分析32-34
• 4.5 本章小結(jié)34-35
• 5. 基于人工蜂群算法的跟蹤控制器參數(shù)優(yōu)化35-45
• 5.1 ABC算法的自然模型35-36
• 5.2 人工蜂群算法的數(shù)學(xué)模型36-37
• 5.3 人工蜂群算法步驟37-38
• 5.4 適應(yīng)度函數(shù)的選擇38-39
• 5.5 仿真結(jié)果分析39-44
• 5.6 本章小結(jié)44-45
• 6. 總結(jié)與展望45-47
• 參考文獻(xiàn)47-51
• 附錄：碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文51-52
• 致謝52

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 辛堯;;人工肌肉模型[J];醫(yī)療器械;1988年03期

2 遲寧;新型人工肌肉[J];日本醫(yī)學(xué)介紹;1993年08期

3 楊鋼,李寶仁,劉軍;氣動(dòng)人工肌肉特性分析的新方法[J];液壓與氣動(dòng);2002年10期

4 嚴(yán)炎;劉星;;科學(xué)家研發(fā)超強(qiáng)人工肌肉 或?qū)⑷祟惔蛟斐沙薣J];今日科苑;2012年22期

5 張玉勤;;屈曲凝膠制成人工肌肉?[J];國外醫(yī)學(xué)情報(bào);1983年18期

6 葛偉慶;;人工肌肉[J];中國醫(yī)療器械雜志;1991年04期

7 ;日本研制人工肌肉[J];老年人;1997年04期

8 田社平,丁國清,顏德田,林良明;人工肌肉系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與控制[J];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);2003年04期

9 陳存良;;人工肌肉與人性化機(jī)器人[J];科技潮;1994年08期

10 田社平,林良明;人工肌肉靜態(tài)特性及其測(cè)量[J];實(shí)用測(cè)試技術(shù);1998年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范偉;余麟;劉昭博;劉昊;彭光正;;氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)仿人靈巧手的設(shè)計(jì)[A];第四屆全國流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

2 彭瀚e，

本文編號(hào)：843528