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采用摩擦补偿的串联弹性驱动器模糊转矩控制研究
1
作者 孙艳芬 田松亚 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期66-71,共6页
串联弹性驱动器可以用于驱动机器人的腿部关节运动,但实际关节的运动轨迹输出误差较大。为了改善串联弹性驱动器的控制效果,提出了带摩擦补偿的模糊转矩控制器,并对串联弹性驱动器的运动位移和输出转矩进行仿真。搭建串联弹性驱动器简... 串联弹性驱动器可以用于驱动机器人的腿部关节运动,但实际关节的运动轨迹输出误差较大。为了改善串联弹性驱动器的控制效果,提出了带摩擦补偿的模糊转矩控制器,并对串联弹性驱动器的运动位移和输出转矩进行仿真。搭建串联弹性驱动器简图模型,建立非线性摩擦的数学方程式。分析了模糊逻辑控制器结构,根据模糊规则设计了摩擦补偿的模糊扭矩控制器,用于控制串联弹性器运动位移和输出转矩。利用李雅普诺夫函数推导和证明带摩擦补偿的模糊扭矩控制器的稳定性。在不同环境中,采用Matlab软件对串联弹性驱动器运动位移和输出转矩跟踪误差进行仿真,比较传统PID控制器和带摩擦补偿的模糊转矩控制器输出精度。与传统PID控制器的对比结果表明,带摩擦补偿的模糊转矩控制器可以更快地收敛到期望值,能够抑制外界波形对控制系统的干扰,在串联弹性驱动器运动位移和输出转矩跟踪任务中表现出较好控制性能。 展开更多
关键词 摩擦补偿 串联弹性驱动器 模糊转矩控制
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Z源谐振型单开关双通道LED驱动器
2
作者 张杰 邹晨 +3 位作者 杨淋 肖辞 刘林 高迎飞 《电源学报》 北大核心 2025年第2期205-212,共8页
提出1种新型双通道发光二极管LED(light emitting diode)驱动器,并详细分析了其工作原理和特点。所提驱动器使用1种新型Z源谐振网络和1个与电源共地的有源开关结构,并利用平衡电容自动实现电流均衡,因此其电流控制非常简单。同时由于利... 提出1种新型双通道发光二极管LED(light emitting diode)驱动器,并详细分析了其工作原理和特点。所提驱动器使用1种新型Z源谐振网络和1个与电源共地的有源开关结构,并利用平衡电容自动实现电流均衡,因此其电流控制非常简单。同时由于利用Z源谐振网络传递能量,该驱动器具有软开关、效率高、体积小、电压应力较低等优势。为验证所提驱动器的有效性,研制了1台80 W的实验样机进行测试。 展开更多
关键词 LED驱动器 Z源谐振网络 电容电荷平衡
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仿生递变软体驱动器设计与试验
3
作者 许有熊 宁博 +1 位作者 张全升 陈星宇 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期181-185,共5页
为解决传统等高腔室软体驱动器抓取过程夹持力不足的问题,提出一种新型的仿生递变气动软体驱动器。采用内部腔室体积递变的结构,通过优化形变特性增强底部的变形和夹持力,同时有效降低驱动器的质量。此外,该设计还可减少端部的过度变形... 为解决传统等高腔室软体驱动器抓取过程夹持力不足的问题,提出一种新型的仿生递变气动软体驱动器。采用内部腔室体积递变的结构,通过优化形变特性增强底部的变形和夹持力,同时有效降低驱动器的质量。此外,该设计还可减少端部的过度变形,提高与物体表面的贴合度,实现渐进式施压,减少操作过程中的压力突变,从而避免对物体的伤害。基于人体食指仿生原理设计了递变式腔室软体驱动器结构;通过能量法建立了驱动器的力学模型,并选取主要结构参数,利用有限元软件进行了正交仿真试验,获得最优参数组合;最后,进行了驱动器静力学测试和柔性手爪抓取试验。结果表明:软体驱动器的仿真分析与试验结果趋势一致,验证了仿真的有效性;柔性手爪能实现两种抓取模式,均可抓取不同质量的物体。 展开更多
关键词 软体驱动器 有限元分析 试验验证 柔性手爪
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多腔室复合弯曲气动网格软体驱动器解析建模与实验研究
4
作者 王福军 许东方 +1 位作者 王煜仲 梁存满 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第3期285-292,共8页
软体机器人具有灵活度高、人机交互安全等优势,在操作易碎物体和非结构化环境中具有广阔应用前景.气动软体驱动器是构建软体机器人的重要部件之一,其特性直接影响到软体机器人的性能.针对气动网格型软体驱动器,从腔室侧壁膨胀角和驱动... 软体机器人具有灵活度高、人机交互安全等优势,在操作易碎物体和非结构化环境中具有广阔应用前景.气动软体驱动器是构建软体机器人的重要部件之一,其特性直接影响到软体机器人的性能.针对气动网格型软体驱动器,从腔室侧壁膨胀角和驱动器弯曲角度的非线性关系出发,基于赫兹接触理论和Yeoh超弹性不可压缩材料的非线性本构方程,建立了多腔室气动网格软体驱动器的准静态力学模型.该模型考虑了超弹性材料变形和多腔室侧壁膨胀接触几何非线性特点,能够准确描述不同输入气压与驱动器弯曲角度和顶端输出力的关系.根据仿生思想设计了一种多腔室复合弯曲多腔室气动网格驱动器结构,并基于该结构分别通过有限元仿真和实验对提出的解析模型进行验证.结果表明,解析模型计算结果与有限元仿真结果、实验结果最大差异均不超过10%.该气动网格软体驱动器解析模型具有较好的准确性. 展开更多
关键词 气动软体驱动器 理论模型 弯曲角度 顶端输出力 实验验证
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基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制
5
作者 高仁璟 王赓 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期64-75,共12页
针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模... 针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模扰动观测器对系统扰动等不确定性因素进行观测与自适应前馈补偿。为保证系统的有限时间收敛性,基于改进的全局快速终端滑模面设计等效控制部分,并引入改进的快速超螺旋算法作为趋近阶段的切换控制律,以进一步提升收敛速度并削弱抖振的影响。利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并通过仿真和试验验证控制方法的有效性。结果表明,所提出的控制方法具有增强系统鲁棒性、避免参数增益选择保守性的优势,能够实现对非线性时变扰动的自适应观测补偿,保证误差在有限时间内更快收敛的同时有效抑制抖振。 展开更多
关键词 电磁直线驱动器 自适应滑模扰动观测器 全局快速终端滑模 快速超螺旋算法 运动控制
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液晶弹性体柔性气动驱动器 被引量：2
6
作者 廖威 陈植冰 +1 位作者 马佳哲 杨忠强 《液晶与显示》 北大核心 2025年第1期13-25,共13页
液晶弹性体柔性驱动器凭借其独特的液晶各向异性与橡胶软弹性,展现出对多元刺激的灵敏响应能力及执行复杂大形变驱动的能力,成为科研领域的研究热点。其中,液晶弹性体柔性气动驱动器由于具有驱动方式简易,驱动条件温和等特点而备受关注... 液晶弹性体柔性驱动器凭借其独特的液晶各向异性与橡胶软弹性,展现出对多元刺激的灵敏响应能力及执行复杂大形变驱动的能力,成为科研领域的研究热点。其中,液晶弹性体柔性气动驱动器由于具有驱动方式简易,驱动条件温和等特点而备受关注。近年来,科研工作者们围绕丰富液晶弹性体柔性气动驱动器的驱动模式、提高其响应速度与回复速度展开研究,并拓宽了其力学应用与光学应用。本文综述了液晶弹性体柔性气动驱动器的最新研究动态,介绍了其反常力学行为,并前瞻性地讨论了该技术在力学领域与光学领域的潜在应用前景,为相关领域的研究与发展提供了新视角与启示。 展开更多
关键词 液晶弹性体 驱动器 气动驱动 柔性 刺激响应性 智能材料
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BCD工艺栅极驱动器总剂量效应
7
作者 许世萍 崔江维 +7 位作者 郑齐文 刘刚 邢康伟 李小龙 施炜雷 王信 李豫东 郭旗 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第5期86-93,共8页
针对一款BCD工艺栅极驱动器,采用环栅结构进行总剂量效应加固。通过^(60)Co γ辐照试验,对比了加固和非加固器件电学参数随剂量变化情况。结果表明,总剂量辐射会导致器件的输出电压与电流特性发生退化,出现转换电压下降与输出电流上升... 针对一款BCD工艺栅极驱动器,采用环栅结构进行总剂量效应加固。通过^(60)Co γ辐照试验,对比了加固和非加固器件电学参数随剂量变化情况。结果表明,总剂量辐射会导致器件的输出电压与电流特性发生退化,出现转换电压下降与输出电流上升的现象,同时发现总剂量辐射对输出电阻几乎无影响。对比两种栅极驱动器辐照前后的测试结果,证明环栅加固方法对抑制总剂量辐射引起的边缘漏电有一定的效果,但辐照总剂量达到500 krad(Si)时,加固器件发生功能失效。通过仿真模拟各级晶体管辐射损伤对器件最终输出结果的影响,确定初级施密特反相器内阈值电压漂移影响转换电压,而末级晶体管阈值电压漂移导致输出高电平下降。 展开更多
关键词 BCD工艺 栅极驱动器 总剂量效应 环栅加固器件
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负载下U型微电热驱动器形状优化设计
8
作者 修峰翼 曹云 +2 位作者 孔啸宇 聂伟荣 席占稳 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期80-83,共4页
针对光纤移动式光开关的应用场景,进行负载下U型微电热驱动器输出位移性能提升的形状优化设计。将电热驱动器的热臂形状改进为阶梯型、贝塞尔曲线型和B样条曲线型,通过改变热臂形状改变了驱动器热臂上的温度分布,从而实现在驱动器不发... 针对光纤移动式光开关的应用场景,进行负载下U型微电热驱动器输出位移性能提升的形状优化设计。将电热驱动器的热臂形状改进为阶梯型、贝塞尔曲线型和B样条曲线型,通过改变热臂形状改变了驱动器热臂上的温度分布,从而实现在驱动器不发生热失效的前提下,可以提高驱动器上加载的电压来提高驱动器的负载下输出位移性能。结果表明,改进后驱动器上的温度分布有了明显改善,驱动器负载下的输出位移性能得到有效提升。 展开更多
关键词 微电热驱动器 形状优化 联合仿真 狼群算法
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PVDF基薄膜复合SMA片式弯曲驱动器
9
作者 钱国明 朱孔军 +3 位作者 吉爱红 刘超 杨立佣 黄卫清 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期487-495,共9页
形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)作为智能驱动材料之一,因具有变形量大、变形方向自由度大且变形可短时急剧发生等特点得以广泛开发应用。目前关于SMA的应用主要围绕其形状记忆特性与伪弹性特性,且皆与温度直接相关,但较低的响应... 形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)作为智能驱动材料之一,因具有变形量大、变形方向自由度大且变形可短时急剧发生等特点得以广泛开发应用。目前关于SMA的应用主要围绕其形状记忆特性与伪弹性特性,且皆与温度直接相关,但较低的响应频率限制了其适用范围。基于此,本文在聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)中引入锆酸铅钡(Pb0.8Ba0.2ZrO3,PBZ)纳米陶瓷纤维,采用溶液流延法将其涂覆于NiTi片表面制备PBZ/PVDF@SMA片式复合弯曲驱动器,室温下通过PBZ/PVDF薄膜的电卡效应加热及冷却SMA片式弯曲驱动器,并与传统电流加热与自然冷却SMA方式作对比,旨在缩短SMA片式弯曲驱动器循环周期,同时获得较高的位移输出,通过仿真模拟揭示PBZ/PVDF复合薄膜加热与冷却SMA片式弯曲驱动器过程。 展开更多
关键词 形状记忆合金 薄膜 复合弯曲驱动器 循环周期 位移输出
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囊式气动软体驱动器负载特性分析与跟踪控制
10
作者 朱庆 江堤 +2 位作者 赵虎 涂德浴 刘庆运 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第7期1118-1126,共9页
为了设计功率体积比大、结构简单、可柔性接触的高伸缩比驱动器,提出了一款膨胀型囊式气动软体驱动器。采用一种变截面气缸法进行动力学建模与分析,并设计了软体驱动器位置伺服控制器,以实现该型驱动器对期望轨迹的跟踪控制。首先,依据... 为了设计功率体积比大、结构简单、可柔性接触的高伸缩比驱动器,提出了一款膨胀型囊式气动软体驱动器。采用一种变截面气缸法进行动力学建模与分析,并设计了软体驱动器位置伺服控制器,以实现该型驱动器对期望轨迹的跟踪控制。首先,依据柔性接触和弹性体为接触目标的需求,建立了该驱动器驱动弹性体的动态特性数学模型;其次,搭建软体驱动器负载特性实验平台,通过实验结果与仿真数据的比较验证了模型的准确性,并分析弹簧刚度和恒压源压力对软体驱动器驱动特性的影响。再次,结合动力学模型和基于有界的滑模控制策略,设计了软体驱动器位置伺服控制系统,并利用Lyapunov函数理论证明了闭环控制系统的稳定性。最后,通过轨迹跟踪实验表明了位置伺服控制系统在变负载条件下的可行性和有效性。研究结果为膨胀型软体驱动器的应用提供理论指导。 展开更多
关键词 气动软体驱动器 负载特性 位置伺服 滑模控制
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基于主动惯量补偿的高性能压电旋转驱动器
11
作者 于海洋 闫鹏 孟令臣 《光学精密工程》 北大核心 2025年第10期1571-1583,共13页
为了抑制小惯量动子明显的回退运动以实现高效稳定的粘滑运动,提出了一种基于主动惯量补偿的新型压电旋转驱动器设计。通过主动惯量补偿和驱动电压时序优化,实现对动子回退运动的抑制,从而提高速度与运动平滑性。基于主动惯量补偿法,分... 为了抑制小惯量动子明显的回退运动以实现高效稳定的粘滑运动,提出了一种基于主动惯量补偿的新型压电旋转驱动器设计。通过主动惯量补偿和驱动电压时序优化,实现对动子回退运动的抑制,从而提高速度与运动平滑性。基于主动惯量补偿法,分析了驱动器的工作原理。对驱动器结构进行分析与仿真,通过对比有无主动惯量补偿的效果,从理论上验证了主动惯量补偿法的可行性。并搭建了驱动小惯量动子的实验系统,对输出性能进行了一系列测试。实验结果表明:基于主动惯量补偿可以抑制79.77%的动子回退角度,基于主动惯量补偿的压电旋转驱动器最小分辨率为1.12μrad及实现了813.85 mrad/s的最大转速。该方法可实现小惯量动子高效稳定的粘滑运动,达成压电旋转驱动器的高性能输出,在微纳操作等复杂工作空间的超精密领域具有较大应用潜力。 展开更多
关键词 主动惯量补偿 粘滑运动 小惯量动子 回退抑制 旋转驱动器
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MEMS电热驱动器多场耦合模型及温度特性
12
作者 谢海鹏 曹云 +3 位作者 孔啸宇 朱恒伯 陈旺生 席占稳 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期142-150,共9页
为研究微小尺度下MEMS电热驱动器的温度特性,考虑空气对驱动器动态热平衡的影响,提出了一种基于空气对流传热的电-热-流-固多场耦合模型。根据能量守恒方程以及气体对流换热和热传导等理论,建立MEMS电热驱动器的电-热-流-固多场耦合模型... 为研究微小尺度下MEMS电热驱动器的温度特性,考虑空气对驱动器动态热平衡的影响,提出了一种基于空气对流传热的电-热-流-固多场耦合模型。根据能量守恒方程以及气体对流换热和热传导等理论,建立MEMS电热驱动器的电-热-流-固多场耦合模型,并进行了有限元仿真。搭建MEMS电热驱动器温度特性试验平台,将恒定电压激励下的驱动器温度响应试验结果与电-热-流-固多场耦合模型以及传统传热模型仿真结果进行对比分析,结果表明:相较于基于恒定对流换热系数及经验公式的模型,采用电-热-流-固多场耦合模型得到的结果准确性更高,稳态温度分布误差在0.8%~7.6%之间;驱动器各表面的对流换热系数分布不均匀;对流换热系数在上表面、下表面及竖直壁面分别呈现先下降后上升、上升以及先上升后下降的趋势,但在3个特征面上对流换热系数几乎同时达到稳态,此时驱动器温度也达到稳态。基于空气对流换热不均匀特性,所获得的电热驱动器温度特性为MEMS电热驱动器在微机电系统中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 电热驱动器 温度特性 对流换热 电-热-流-固 微机电系统(MEMS)
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偏振光调控液晶聚合物驱动器
13
作者 金梦诗 朱恒辉 +2 位作者 邓南开 黄帅 李全 《液晶与显示》 北大核心 2025年第1期26-34,共9页
液晶聚合物具有独特的化学结构和物理特性,基于液晶聚合物的柔性驱动器在软机器人、人工肌肉等多个领域展现出巨大的应用前景。近年来,光调控技术由于其无需接触、精准控制和低能量消耗的特点,逐渐成为该研究领域的热点。偏振作为光的... 液晶聚合物具有独特的化学结构和物理特性,基于液晶聚合物的柔性驱动器在软机器人、人工肌肉等多个领域展现出巨大的应用前景。近年来,光调控技术由于其无需接触、精准控制和低能量消耗的特点,逐渐成为该研究领域的热点。偏振作为光的重要物理特性,为光响应系统提供了新的调控自由度。调节光的偏振特性可以极大丰富光响应液晶聚合物驱动器的编辑和操作手段,拓展其应用范围。目前已有大量研究利用偏振光实现了对液晶聚合物器件或光学元件的形变调控。本文对偏振光调控液晶聚合物驱动器的工作原理进行了总结概括,并基于不同光敏结构的特性,列举了几种具有代表性的偏振光调控液晶驱动器的实际应用案例。同时指出了这类驱动器目前面临的挑战,并对未来发展进行了展望。未来研究需要提高其性能稳定性、光能转换效率和响应速度,从而推动其应用发展。 展开更多
关键词 液晶聚合物 偏振光调控 智能材料 柔性驱动器
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直流供电伺服驱动器母线电压纹波研究
14
作者 梁炳炎 马捷 +2 位作者 张高生 肖文山 齐志强 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2371-2378,共8页
伺服驱动器功率器件开关切换会导致母线电压产生纹波,可能造成永磁同步电机伺服驱动系统性能下降、电磁干扰以及谐波问题。为应对上述问题,针对直流供电伺服驱动系统,分析研究了功率器件开关过程对母线电压纹波的影响。首先根据永磁同... 伺服驱动器功率器件开关切换会导致母线电压产生纹波,可能造成永磁同步电机伺服驱动系统性能下降、电磁干扰以及谐波问题。为应对上述问题,针对直流供电伺服驱动系统,分析研究了功率器件开关过程对母线电压纹波的影响。首先根据永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)工作原理与空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法,分析了母线电容的纹波电流;然后根据电荷守恒定律,理论分析了七段式和五段式SVPWM调制方式下母线电容容量与母线电压以及电流幅值之间的关系,给出了其简化表达式。最后,通过仿真试验对理论结果进行了验证。 展开更多
关键词 直流供电 伺服驱动器 母线电压纹波 母线电容 空间矢量脉宽调制算法
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用于大调制量音圈变形镜的驱动器优化设计
15
作者 葛久捌 李明星 +5 位作者 许莎莎 王辰 周颖 俞琳 吴晶晶 胡立发 《液晶与显示》 北大核心 2025年第4期555-565,共11页
音圈变形镜因其大调制量和无磁滞等优势,作为自适应次镜在大口径地基天文光学望远镜中应用广泛。本文提出了一种用于37单元大调制量音圈变形镜的音圈驱动器优化方法,并进行了仿真和验证。针对动磁式结构,给出了音圈驱动器的电磁力理论公... 音圈变形镜因其大调制量和无磁滞等优势,作为自适应次镜在大口径地基天文光学望远镜中应用广泛。本文提出了一种用于37单元大调制量音圈变形镜的音圈驱动器优化方法,并进行了仿真和验证。针对动磁式结构,给出了音圈驱动器的电磁力理论公式,并简述了电磁力与镜面应变之间的关系。接着利用有限元软件对结构进行了详细的优化。最终,根据优化结果对37单元音圈变形镜进行了仿真分析与像差校正验证。所设计的音圈驱动器电机效率为0.362 N/W1/2,响应速度为0.3 ms,线性度为1,单个驱动器可以使变形镜的最大行程达到50μm。本文设计的音圈驱动器在结构简单、小型化、低成本、高响应速度、线性响应和高效率方面表现优异,使其在大气湍流像差校正、激光武器、激光通信和眼底成像等领域具有良好应用前景。 展开更多
关键词 自适应光学 变形镜 音圈驱动器 大气湍流像差校正
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薄膜型压电复合驱动器输出特性研究
16
作者 王兴 邹赫麟 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第1期45-50,共6页
针对压电驱动结构输出振幅小的问题,基于压电方程与力学理论,构建了“弹簧结构”压电驱动器输出振幅解析模型,研究了复合基板厚度h与压电薄膜厚度h p对输出振幅的影响规律。理论研究表明:h<0.8h p时,驱动器输出振幅随复合基板厚度增... 针对压电驱动结构输出振幅小的问题,基于压电方程与力学理论,构建了“弹簧结构”压电驱动器输出振幅解析模型,研究了复合基板厚度h与压电薄膜厚度h p对输出振幅的影响规律。理论研究表明:h<0.8h p时,驱动器输出振幅随复合基板厚度增大而逐渐增大;h接近h_(p)时,输出振幅急剧增大;h>h_(p)时,振幅随复合基板厚度增大而逐渐减小。通过MEMS工艺制作了压电复合驱动器,LDV测试表明:当驱动电压与压电薄膜厚度大小不变时,驱动器输出振幅随复合基板厚度的增大先增大后减小,当复合基板与压电薄膜厚度接近时,中性面位于薄膜与复合基板接触面,输出振幅显著提升,与理论预测结果具有较好的一致性。该研究为压电复合驱动器的设计与优化提供新的工艺方法。 展开更多
关键词 驱动器 压电薄膜 理论模型 振幅 振动测试 复合基板
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低频大位移多工作模式压电直线驱动器非线性迟滞控制及实验研究
17
作者 李冲 栢新 +1 位作者 童玉健 方记文 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期493-503,514,共12页
提出具有低频、大位移和高负载特性的压电直线驱动器,实现三种行程工作模式,能够满足不同工况的需要。分析了压电驱动器的工作原理和不同负载下的位移放大倍数。针对压电驱动器存在的迟滞非线性现象,建立了一种改进的迟滞非线性模型,该... 提出具有低频、大位移和高负载特性的压电直线驱动器,实现三种行程工作模式,能够满足不同工况的需要。分析了压电驱动器的工作原理和不同负载下的位移放大倍数。针对压电驱动器存在的迟滞非线性现象,建立了一种改进的迟滞非线性模型,该模型以PI为基础,通过遗传算法优化的反向传播神经网络(GA-BP)进行改进。建立了GA-BP前馈模糊自整定PID复合控制系统,开展了压电直线驱动器的迟滞非线性补偿实验。结果表明:两压电叠堆同时工作时压电驱动器的最大输出位移为558.3μm,正弦信号下轨迹跟踪的最大相对误差为0.0573μm。实施改进的控制策略有效提高了系统的性能,使得轨迹跟踪控制精度可达97%,延迟时间缩短至2 ms以内,并能在60 ms内实现控制反应。该策略不仅提高了系统响应的速度,还将稳态误差减小到0.09%以下,验证了压电驱动器的快速响应与低稳态误差的性能。 展开更多
关键词 压电驱动器 大位移 迟滞 非线性模型 控制系统
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自变形压电粘滑旋转驱动器设计与实验研究
18
作者 王宇航 张亚飞 +2 位作者 郭金堤 马瑞 张韬 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期157-163,共7页
为实现压电旋转驱动大负载、高速度的需求,提出一种将平行四边形放大机构改进为柔性自变形机构的压电粘滑旋转驱动器。工作时,与转子间的接触力会随运动趋势变化,并且带有位移放大的作用。利用直圆柔性铰链和直角形柔性铰链设计自变形... 为实现压电旋转驱动大负载、高速度的需求,提出一种将平行四边形放大机构改进为柔性自变形机构的压电粘滑旋转驱动器。工作时,与转子间的接触力会随运动趋势变化,并且带有位移放大的作用。利用直圆柔性铰链和直角形柔性铰链设计自变形柔性定子,通过伪刚体法和有限元法,对自变形压电粘滑旋转驱动器进行理论分析和仿真验证,最后搭建实验系统进行实验。结果表明:该自变形压电粘滑旋转驱动器的最大负载为2.039 kg、最大速度为242.2 mrad/s、分辨率为7.2μrad。 展开更多
关键词 粘滑驱动器 压电叠堆 自变形柔性机构 旋转运动
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面向驱动器的离子聚合物-金属复合材料研究进展
19
作者 张德海 许宸语 +5 位作者 郭东杰 李艳芹 祝志逢 马选雄 周盛茂 浮绍椿 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期123-131,共9页
离子聚合物-金属复合材料(Ion-exchange Polymer-metal Composite,IPMC)因其形变展现出高度的非线性且自身具有质量轻、机电转换能力强和对大变形耐受性高的独特性质,在医疗、电气、机械、航空航天等领域具有广阔的应用前景。主要综述... 离子聚合物-金属复合材料(Ion-exchange Polymer-metal Composite,IPMC)因其形变展现出高度的非线性且自身具有质量轻、机电转换能力强和对大变形耐受性高的独特性质,在医疗、电气、机械、航空航天等领域具有广阔的应用前景。主要综述了同类型的材料在驱动性能和原理上的差异,从离子在电场中的迁移、膜内静电力和水分子导致的溶胀3个角度研究了IPMC的驱动原理,汇总分析了相关理论并建立了相关计算模型,分析了离子交换膜、电极和阳离子对驱动性能的影响因素,针对该问题提出了优化方案并期望对整体驱动结果进行改善。根据应用场景,综述了IPMC作为驱动器和传感器的应用案例。最后,对面向驱动器的离子聚合物-金属复合材料研究中仍然存在的难题和挑战进行了展望。 展开更多
关键词 智能材料 离子聚合物-金属复合材料 性能分析 离子迁移 驱动器
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基于LQR的宏微复合驱动器宏动控制策略
20
作者 喻曹丰 张奇龙 +1 位作者 魏益军 陈志全 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第4期113-119,共7页
为提高宏微复合驱动器宏动部分的驱动控制精度,基于电磁力驱动原理,建立了宏动部分的动力学模型,并设计了线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制器和三闭环PID控制器。通过数值仿真和实验对比验证了LQR控制器的优越性... 为提高宏微复合驱动器宏动部分的驱动控制精度,基于电磁力驱动原理,建立了宏动部分的动力学模型,并设计了线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制器和三闭环PID控制器。通过数值仿真和实验对比验证了LQR控制器的优越性。实验结果显示,在无负载、定位行程为10 mm时,LQR算法控制下定位误差约为1μm,而三闭环PID算法控制下定位误差约为9μm;在负载为1 kg、定位行程为10 mm时,LQR算法控制下定位误差约为1μm,而三闭环PID算法控制下定位误差约为3.2μm。研究结果表明,LQR算法相较于三闭环PID算法,具有更高的定位精度、更小的超调量、更强的稳定性和更好的鲁棒性,能更好地满足宏微复合驱动器的宏动控制需求。 展开更多
关键词 宏微复合驱动器 LQR控制器 PID控制器 控制策略 动力学
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