氣動肌肉并聯(lián)隔振系統(tǒng)建模及智能控制研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ω粽裥枨蟮奶岣?，振動控制正在由無源的被動控制向有源的主動控制方向發(fā)展，而作為主動隔振系統(tǒng)中控制信號的直接執(zhí)行者-作動器，逐漸成為研究學(xué)者們關(guān)注的重點。氣動肌肉作為一種新型柔性的氣動執(zhí)行元件，具有構(gòu)造簡單、輸出力與自重比大、無粘著與爬行現(xiàn)象、剛度可變、響應(yīng)快、動作平滑等特點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在車輛減振、柔性機(jī)械手以及人體康復(fù)等領(lǐng)域。本文采用實驗的方法建立了氣動人工肌肉輸出力模型，在此基礎(chǔ)上建立了以氣動人

2、工肌肉為作動器的并聯(lián)隔振系統(tǒng)模型，利用Matlab對本文的隔振系統(tǒng)進(jìn)行智能 PID控制仿真，并通過基于改進(jìn)遺傳算法優(yōu)化參數(shù)的PID控制實驗對仿真結(jié)果進(jìn)行驗證。
　　本文將氣動人工肌肉視為變剛度彈簧，通過靜態(tài)的輸出力實驗擬合出氣動人工肌肉輸出力模型以及建立氣動人工肌肉的充放氣能量模型。根據(jù)電氣比例閥的壓力流量特性，建立電氣比例閥的壓力與流量模型，依據(jù)并聯(lián)隔振系統(tǒng)的工作特點，建立其動力學(xué)方程，最終得出隔振系統(tǒng)較為完整的數(shù)學(xué)模型。進(jìn)一步

3、通過被動隔振實驗，分析系統(tǒng)的固有特性并確定系統(tǒng)的初始平衡位置以及系統(tǒng)的阻尼系數(shù)。
　　由于 PAM本身就是一個強非線性系統(tǒng)，通過傳統(tǒng)的控制策略來實現(xiàn)其高精度的動作難度較大，因此，針對本文所研究的氣動肌肉并聯(lián)隔振系統(tǒng)，主要進(jìn)行了基于改進(jìn)遺傳算法優(yōu)化PID參數(shù)的控制和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制兩種方法，對其隔振效果進(jìn)行仿真分析。在 Matlab/Simulink環(huán)境中，以隔振平臺的位移響應(yīng)幅值作為評價指標(biāo)，以不同頻率的正弦信號作為系統(tǒng)的激