3D-IPMCs制備及其致動器自適應逆控制研究.pdf

1、3D-IPMCs(較厚的IPMC)是一種同時具有致動和感知性能的新型智能材料，它在較低驅動電壓下可產生較大的位移且給它輸入機械位移時能產生微弱電壓，同時，它具有質量輕、柔性好和可以任意切割形狀和大小等優(yōu)點。因此對3D-IPMCs的研究在微力控制、生物醫(yī)學等領域有重大的意義。
　　本文首先介紹了熱壓法制備3D-IPMCs的制各工藝，然后對制備得到的3D-IPMCs進行了致動性能測試，測試結果顯示通過熱壓法得到的3D-IPMCs致動器

2、的輸出力和在空氣中的工作時間都得到了提高，達到了預期制備的目的。其次，對3D-IPMCs致動器進行了建模，分別建立了3D-IPMCs的線性傳遞函數模型和非線性磁滯與蠕變模型，并通過將磁滯蠕變模型疊加得到更為精確的3D-IPMCs致動器模型，為后期控制仿真奠定理論基礎。然后，搭建了基于MATLAB xPC半實物仿真控制系統(tǒng)，先后實現了目標機U盤啟動盤的制作、宿主機與目標機的以太網連接、目標機與外部設備的連接、建立Simulink仿真模型、

3、進行模型參數設置、生成實時控制模型和對目標對象的控制。該系統(tǒng)搭建的實現節(jié)省了由模型到實現控制的基礎模塊搭建時間，使科研人員有更多時間投入到控制算法的研究中。最后，分別針對3D-IPMCs致動器設計了PID控制器和自適應逆控制器，并對它們分別作了仿真模型的搭建并得到仿真結果，然后利用CMEXS函數編寫了自適應逆控制中的辨識算法、逆模型計算算法和蠕變模型計算算法，為基于xPC控制系統(tǒng)的3D-IPMCs致動器控制實驗做了準備，分別建立PID控