一种基于预设的形状记忆合金驱动器反步滑模控制方法
技术特征:
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一个预设的性能包络内,保证其最小收敛速度在预设性能中,且最大超调也不能超过预设性能,即可保证系统的瞬态性能;其具体设计步骤如下:
5.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,所述积分滑模反步控制,其积分滑模反步控制器的设计,其保证上述的预设性能控制过程中的转换误差μ(t)有界,同时有效实现三阶系统控制器的设计;其具体步骤如下:
6.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,所述材料学和机理模型,其整个驱动器材料学模型、机理模型、控制器和观测器进行仿真搭建,并且对输出角度进行跟踪测试,仿真工具采用matlab/simulink软件来验证该方法的可行性和有效性包括如下步骤:
技术总结
本发明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。
技术研发人员:王庆辉,关翔予,李俊龙
受保护的技术使用者:沈阳化工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/9/2
文档序号 :
【 39270738 】
技术研发人员:王庆辉,关翔予,李俊龙
技术所有人:沈阳化工大学
备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
声 明 :此信息收集于网络,如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们,我们会在第一时间删除
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