基于分数阶PID算法的磁流变柔顺关节动态扭矩控制方法研究

发布时间：2021-10-10 00:54

　　传统刚度机器人由于可以实现精确控制而广泛应用于现代社会,但由于其缺乏主动变刚度而无法实现更安全的人机协作,因此越来越多的学者将新型智能材料集成应用于传统刚性机器人中以期望通过多模传感信息融合以及复杂的控制算法实现机器人关节的柔顺性。磁流变液（Magneto-Rheological Fluid,MRF）是一种新型智能材料,由于其在磁场作用下具有优良的磁流变液流变特性,因此在很多领域得到了越来越广泛的应用。将磁流变液集成应用于机器人关节,利用磁流变液可控的流变特性,结合复杂的控制算法可以使机器人关节具备主动变刚度特性。本文将针对磁流变液扭矩传递装置应用于机器人关节以及如何实现机器人柔顺关节扭矩控制等相关问题进行研究。本文将以磁流变液为扭矩传递介质,设计一种新型柔顺关节耦合器,在此基础上将柔顺关节耦合器与传统刚性机器人集成于一体,并提出了一种新型磁流变液柔顺关节。搭建了柔顺关节耦合器扭矩传递系统的测试平台,并展开零磁场空载特性、输入励磁电流-输出扭矩特性、恒定扭矩输出特性测试,测试结果表明:本文设计的柔顺关节耦合器具有良好的扭矩传递特性。基于磁流变液扭矩传递理论以及Bingham-Plast... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

磁流变液制动器[24]

浙江工业大学硕士学位论文图 1-4 磁流变液制动器[24]Figure 1-4. MRF brake[24]03 年 Kavlicoglu[25]基于磁流变液扭矩传递装置设计一种多盘式D)，如图 1-5 所示。共有 43 对主、从动盘组成，在励磁线圈电传递 244 Nm 的扭矩，同时进行了时间响应的实验研究，图 1-6 输出扭矩的实验台。

基于分数阶 PID 算法的磁流变2008 年 Karakoc 等[26]采用磁流变液器，采用多盘片式结构以达到增大制动场和热量的有限元分析，通过模拟分析液制动器可以实现快速制动的目的。2009 年 Kikuchi 等[27]结合磁流变液液离合器，同时对该器件进行了磁路优作区间仅为50 μm。如图 1-7 左图所示，为 237 g。右图为磁流变液离合器实验测大值为 6 Nm，实验动态响应时间为 20


本文编号：3427326