一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法技术

技术编号:42618081 阅读:31 留言:0更新日期:2024-09-03 18:24
本发明专利技术一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法,涉及自动控制技术领域。本发明专利技术结合积分滑模反步的预设性能控制策略,将预设性能控制方法应用于SMA驱动器输出角度的控制过程,从而显著优化了其瞬态性能,提高了系统响应速度和稳定性,并且与仅采用预设性能控制方法以实现误差收敛不同,通过结合了积分滑模反步控制策略,不仅解决高阶系统的复杂控制问题,同时推导出预设性能控制中转换误差的收敛性,并给出其证明过程。为了进一步提高系统的抗扰动能力,还引用了扩张状态观测器,有效地监测并补偿因SMA材料内部温度变化而引发的参数摄动及未建模扰动的问题。本发明专利技术不仅提高了SMA驱动器在实际应用中的性能表现,也拓展了形状记忆合金材料在更多领域的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动控制,特别是涉及一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法


技术介绍

1、形状记忆合金材料凭借其卓越的变形能力、较高的输出力与质量比、小巧的尺寸、轻量化的特性以及低噪音的变形过程,在航空工程、精密制造及生物医疗等领域显示出广阔的应用潜力,该材料因具备在特定温度或压力下展现出的形状记忆效应,吸引了众多研究者的深入探索。近年来,形状记忆合金材料在驱动装置中的应用逐渐成为研究热点,该材料具备高机械性能、紧凑轻便的特点使其能够轻松地集成到小尺寸机械装置中,作为驱动元件发挥关键作用,进一步拓展了其在实际应用中的价值。当使用sma导线作为驱动元件时,相比较电机驱动器,其优点是通过材料收缩行为产生直线运动,可以对驱动机构进行轻量化和小型化设计。

2、通过深入研究形状记忆合金驱动器的控制技术和应用领域,可以有效改善驱动过程中的应力非线性变化行为,实现精确控制,提高系统的响应精度和稳定性。此外,形状记忆合金驱动器在医疗、工程、航空航天、电子和能源等领域具有广泛的应用前景,能够为人类社会的科技进步和产业发展提供有力的支持。因此,对形状记忆本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法,其特征在于,所述搭建形状记忆合金材料学模型和驱动器的模型,材料学模型由三个部分组成,即本构模型、相变模型和热力学模型;

3.根据权利要求1所述的一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法,其特征在于,所述扩张状态观测器来实现对形状记忆合金材料由于温度变化引起的参数摄动的观测,同时还可以观测系统中未建模的扰动量d,其构建扩张状态观测器步骤如下:

4.根据权利要求1所述的一种基于预设的形状...

【技术特征摘要】

1.一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法,其特征在于,所述搭建形状记忆合金材料学模型和驱动器的模型,材料学模型由三个部分组成,即本构模型、相变模型和热力学模型;

3.根据权利要求1所述的一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法,其特征在于,所述扩张状态观测器来实现对形状记忆合金材料由于温度变化引起的参数摄动的观测,同时还可以观测系统中未建模的扰动量d,其构建扩张状态观测器步骤如下:

4.根据权利要求1所述的一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法,其特征在于,所述预设性能控制,其设计过程是将系统误差收敛至...

【专利技术属性】
技术研发人员:王庆辉关翔予李俊龙
申请(专利权)人:沈阳化工大学
类型:发明
国别省市:

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