形状记忆合金手指系统的输出力自适应控制

• Published in: 控制理论与应用 Vol. 38; no. 1; pp. 33 - 43
• Main Authors: 李晓光, 张弼, 张道辉, 赵新刚, 韩建达
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 湖州师范学院求真学院,浙江湖州313000%中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳110016 2021; 中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳110016%南开大学人工智能学院,天津300350; 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳110016; 中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳110016; 中国科学院大学,北京100049
• Subjects: 形状记忆合金; 迟滞非线性; 扩张状态观测器; 自适应控制
• ISSN: 1000-8152
• DOI: 10.7641/CTA.2020.00020

形状记忆合金(SMA)是智能材料中的一种,具有功率重量比大、质量轻、无噪音等特性.作为驱动器有利于结构的小型化和轻型化.然而SMA的非线性、多映射的迟滞特性严重影响了输出力的精确控制.为此,本文提出了基于扰动补偿策略的自适应控制方法用于SMA输出力的精确控制.首先,搭建了SMA驱动的手指实验装置,建立了机理模型;其次,采用状态观测器对系统的总扰动进行了实时估计;最后,基于机理模型设计了自适应控制器,并进行了阶跃信号、正弦信号、抗负载扰动实验.实验结果表明,基于扰动补偿的自适应控制方法不需要系统精确建模,参数调节方便.在保证系统稳定和跟踪精度的同时,具有较强的鲁棒性.