一种ILG软体驱动器等效电路模型制造技术

一种ILG软体驱动器等效电路模型，包括驱动器直流和交流等效电阻、驱动器表面电极电阻、驱动器等效电容C、离子电流、位移电流、电子电流、二极管，直流等效电阻为电子电流支路，反映了电流响应的静态特性，驱动器交流等效电阻和驱动器等效电容为离子电流支路，反映了驱动器的动态特性。本发明专利技术对一种ILG软体驱动器等效电路模型即ILG软体驱动器的机电耦合模型进行了深入研究，提出了完整的建模思路，为ILG软体机器人机构及控制方法的设计提供了理论基础。在Claudia Bonomo提出的IPMC驱动器电学模型的基础之上，结合ILG材料自身的特点，对驱动器的电流进行分类。器的电流进行分类。

【技术实现步骤摘要】
一种ILG软体驱动器等效电路模型


[0001]本专利技术涉及一种机器人驱动器电路模型，具体地说涉及一种设置有驱动器直流和交流等效电阻、驱动器表面电极电阻和驱动器等效电容，能反映驱动器的动态特性和静态特性的一种ILG软体驱动器等效电路模型。

技术介绍

[0002]现在软体机器人发展迅速，软体机器人的核心部件是软体机器人驱动器，软体机器人驱动器用ILG材料制造，ILG材料内部包含可自由流动的离子液体，是一种新型高性能离子型EAP，具有变形大、响应迅速、功耗低、质量轻和稳定性高等许多优异特征。ILG材料可以采用热压、光固化等方法加工，其独特的响应性质使其在软体机器人领域具有十分广阔的应用前景。但是ILG软体驱动器至今还没有建立等效电路模型，影响了ILG软体驱动器的发展。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种设置有驱动器直流和交流等效电阻、驱动器表面电极电阻和驱动器等效电容，能反映驱动器的动态特性和静态特性的一种ILG软体驱动器等效电路模型。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种ILG软体驱动器等效电路模型，包括驱动器直流等效电阻R1、驱动器交流等效电阻R2、正极驱动器表面电极电阻Re1、负极驱动器表面电极电阻Re2、驱动器等效电容C、离子电流、位移电流、电子电流、二极管，驱动器等效电容C一端电连接驱动器交流等效电阻R2一端，驱动器交流等效电阻R2另一端电连接驱动器直流等效电阻R1一端和负极驱动器表面电极电阻Re2一端，负极驱动器表面电极电阻Re2另一端电连接电源负极端，驱动器等效电容C另一端电连接驱动器直流等效电阻R1另一端和正极驱动器表面电极电阻Re1一端，正极驱动器表面电极电阻Re1另一端电连接电源正极端，直流等效电阻R1为电子电流支路，反映了电流响应的静态特性，驱动器交流等效电阻R2和驱动器等效电容C为离子电流支路，反映了驱动器的动态特性。
[0005]本专利技术的有益效果是，对一种ILG软体驱动器等效电路模型即ILG软体驱动器的机电耦合模型进行了深入研究，提出了完整的建模思路，为ILG软体机器人机构及控制方法的设计提供了理论基础。在Claudia Bonomo提出的IPMC驱动器电学模型的基础之上，结合ILG材料自身的特点，对驱动器的电流进行分类。从描述驱动器稳态特性/动态特性的角度，建立适用的简化R
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C等效电路模型。等效电路描述了驱动器输入电压与响应电流的关系。借鉴超级电容器建模思想，提出了ILG软体驱动器等效电路模型。利用电路基本原理和拉普拉斯变换方法推导出电流的时域/频域响应，对比阶跃电压作用下的理论仿真和实验电流曲线，采用最小二乘法对等效电路模型中各电路元件的参数进行辨识。
附图说明
[0006]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0007]图1是本专利技术的实施例一的电路图。
[0008]图2是本专利技术的实施例一的软体驱动器阶跃响应曲线图。
[0009]图3是本专利技术的实施例一的软体驱动器电流响应曲线比较图。
[0010]图中：R1.驱动器直流等效电阻，R2.驱动器交流等效电阻，Re1.正极驱动器表面电极电阻，Re2.负极驱动器表面电极电阻，C.驱动器等效电容。
具体实施方式
[0011]在图1所示实施例中，设置有驱动器直流等效电阻(R1)、驱动器交流等效电阻(R2)、正极驱动器表面电极电阻(Re1)、负极驱动器表面电极电阻(Re2)、驱动器等效电容(C)。
[0012]实施本专利技术的一种ILG软体驱动器等效电路模型，包括驱动器直流等效电阻(R1)、驱动器交流等效电阻(R2)、正极驱动器表面电极电阻(Re1)、负极驱动器表面电极电阻(Re2)、驱动器等效电容(C)、离子电流、位移电流、电子电流、二极管，其特征在于，在所述驱动器等效电容(C)一端电连接驱动器交流等效电阻(R2)一端，驱动器交流等效电阻(R2)另一端电连接驱动器直流等效电阻(R1)一端和负极驱动器表面电极电阻(Re2)一端，负极驱动器表面电极电阻(Re2)另一端电连接电源负极端，驱动器等效电容(C)另一端电连接驱动器直流等效电阻(R1)另一端和正极驱动器表面电极电阻(Re1)一端，正极驱动器表面电极电阻(Re1)另一端电连接电源正极端，直流等效电阻(R1)为电子电流支路，反映了电流响应的静态特性，驱动器交流等效电阻(R2)和驱动器等效电容(C)为离子电流支路，反映了驱动器的动态特性。
[0013]实施本专利技术的一种ILG软体驱动器等效电路模型，离子电流、位移电流、电子电流的综合作用可以产生ILG软体驱动器的导电过程，离子电流的产生原理是IPMC的离子电流由水合阳离子定向运动形成，ILG的离子电流由阴阳离子同时向相反方向运动形成，离子电流、位移电流均可以随时间动态变化，离子电流、位移电流不能用实验的方法进行单独测量和分析，离子电流、位移电流可以进行综合，共用一条支路进行等效，表征其在整个驱动器的动态特性。
[0014]实施本专利技术的一种ILG软体驱动器等效电路模型，电子电流的响应在初始阶段具有非线性特性，ILG软体驱动器的电子电流的响应速度比离子电流响应过程快，二极管的导通电压很小，ILG软体驱动器所施加电压应大于二极管的导通电压，电子电流的初始暂态过程与离子电流相比可以忽略不计，可以忽略电子电流的非线性因素，ILG软体驱动器的电子电流值应为恒定，采用一条纯电阻支路描述，表征其在整个驱动器的稳态特性。
[0015]实施本专利技术的一种ILG软体驱动器等效电路模型，电子电流的响应主要由ILG软体驱动器的离子电流和电子电流构成，它们在动态和静态时分别表现为离子电流特性和电子电流特性，离子电流的液体粘度应大于水溶液，电子电流的响应速度应小于IPMC。
[0016]实施本专利技术的一种ILG软体驱动器等效电路模型，ILG软体驱动器的一阶等效电路模型属于集总参数模型，其结构等同超级电容器的经典等效电路模型。
[0017]实施本专利技术的一种ILG软体驱动器等效电路模型，对ILG驱动器进行等效电路建
模，对机器人驱动器电流响应进行系统的分析。与IPMC材料类似，ILG软体驱动器的导电过程也可以归纳为离子电流、位移电流、电子电流的综合作用。但是产生离子电流的原理不同：IPMC的离子电流由水合阳离子定向运动形成，ILG的离子电流则由阴阳离子同时向相反方向运动形成。由于离子电流、位移电流均随时间动态变化，又无法利用实验的方法进行单独测量和分析，因此将离子电流、位移电流进行综合，共用一条支路进行等效，表征其在整个驱动器的动态特性。
[0018]通常IPMC驱动器的电子电流响应在初始阶段具有非线性特性，但是由于ILG驱动器的电子电流的响应速度比离子电流响应过程快得多，并且二极管的导通电压很小，一般情况下机器人驱动器所施加电压远大于二极管的导通电压，因此电子电流的初始暂态过程与离子电流相比可以忽略不计，忽略电子电流的非线性因素，通过驱动器的电子电流值恒定，采用一条纯电阻支路描述，表征其在整个驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ILG软体驱动器等效电路模型，包括驱动器直流等效电阻(R1)、驱动器交流等效电阻(R2)、正极驱动器表面电极电阻(Re1)、负极驱动器表面电极电阻(Re2)、驱动器等效电容(C)、离子电流、位移电流、电子电流、二极管，其特征在于，在所述驱动器等效电容(C)一端电连接驱动器交流等效电阻(R2)一端，驱动器交流等效电阻(R2)另一端电连接驱动器直流等效电阻(R1)一端和负极驱动器表面电极电阻(Re2)一端，负极驱动器表面电极电阻(Re2)另一端电连接电源负极端，驱动器等效电容(C)另一端电连接驱动器直流等效电阻(R1)另一端和正极驱动器表面电极电阻(Re1)一端，正极驱动器表面电极电阻(Re1)另一端电连接电源正极端，直流等效电阻(R1)为电子电流支路，反映了电流响应的静态特性，驱动器交流等效电阻(R2)和驱动器等效电容(C)为离子电流支路，反映了驱动器的动态特性。2.根据权利要求1所述的一种ILG软体驱动器等效电路模型，其特征在所述离子电流、位移电流、电子电流的综合作用可以产生ILG软体驱动器的导电过程，离子电流的产生原理是IPMC的离子电流由水合阳离子定向运动形成，ILG的离子电流由阴阳离子同时向相反方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成红，
申请(专利权)人：贵阳学院，
类型：发明
国别省市：