一种基于SMA柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法制造方法及图纸

技术编号:41904145 阅读:30 留言:0更新日期:2024-07-05 14:09
本发明专利技术公开了一种基于SMA柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法,步骤如下:以采用SMA丝驱动的穿刺装置作为研究对象,被驱动部件为一个可自由滑动且安装有穿刺针的滑块,滑块左右两边分别与偏置弹簧和SMA丝连接,实现偏置式驱动结构;针对SMA柔性驱动穿刺装置,建立二阶动力学方程,利用改进GPI模型描述迟滞特性,并构建改进GPI模型的解析逆;针对所建立SMA驱动系统的数学模型,设计一种基于扰动观测器的自适应跟踪控制方法;基于典型的滑模微分器,引入双曲正切函数使信号平滑,使用改进滑模微分器估计状态误差和虚拟控制函数的微分,将一阶滑模微分器与动态面控制技术相结合,实现对期望轨迹的准确跟踪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精密制造与智能驱动,具体涉及一种基于sma柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法。


技术介绍

1、在精密柔性驱动技术研究领域,形状记忆合金(sma)作为一种温控智能材料,采用sma作为驱动元件制作的驱动器,能够响应温度变化而产生显著应变,在应变重量比方面具有明显优势。由于质量轻、无噪声、高功重比等优良特性,近年来逐步应用于航空航天、生物医疗、仿生机器人以及信息电子等高端领域。sma因温度变化发生相变,通过马氏体相与奥氏体相的相互转换实现驱动功能。然而,这种变化以一种高度非线性的方式发生,导致在驱动器输出响应中表现出显著的迟滞特性,在相同的输入条件下,sma驱动器的输出位移或者应力可以为不同的值,具有多值映射性。sma的非线性、不对称、迟滞等特性导致了驱动器运动控制的延迟和不准确,严重影响驱动性能。

2、目前常用的控制策略主要有前馈控制、反馈控制以及复合控制。对于sma内部的迟滞非线性,可以设计前馈控制,根据所建立的迟滞模型得到迟滞逆模型,采用逆模型补偿sma驱动系统中的迟滞效应,使sma驱动系统输入输出之间呈线性关系。前馈控制策略本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于SMA柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法,其特征在于,所述自适应动态面控制方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于SMA柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法,其特征在于,在硅胶材料穿刺过程中,将穿刺针与硅胶材料组织之间的相互作用力分为刚性力、切割力和摩擦力三个部分。

3.根据权利要求1所述的一种基于SMA柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法,其特征在于,所述SMA内部的迟滞特征P[v](t)定义为:

4.根据权利要求3所述的一种基于SMA柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法,其特征在于,改进GPI模型的解析逆定义为:<...

【技术特征摘要】

1.一种基于sma柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法,其特征在于,所述自适应动态面控制方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于sma柔性驱动穿刺装置的自适应动态面控制方法,其特征在于,在硅胶材料穿刺过程中,将穿刺针与硅胶材料组织之间的相互作用力分为刚性力、切割力和摩擦力三个部分。

3.根据权利要求1所述的一种基于sma...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯颖肖伟
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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