气动人工对搞肌协调运动控制研究

发布时间：2017-11-16 11:46

  本文关键词：气动人工对搞肌协调运动控制研究

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【摘要】：气动人工肌肉(PAM)作为一种新型的先进气动执行元件,因其自身的独特优点受到了越来越多人的关注。而随着人们对其研究的不断深入,其应用越来越广泛。本文通过建模与仿真的方法主要研究了两根气动人工肌肉所组成对抗肌的结构与特性。在对气动人工对抗肌驱动机械臂运动特性分析的基础上,对其运动进行控制,使其到达预定的目标并保持运动的协调。通过对大量的仿真结果分析最终得出对气动人工对抗肌的控制策略。 本文首先介绍了气动人工肌肉的相关内容,主要从气动人工肌肉的发展历程、气动人工肌肉的应用以及本研究的目的意义和主要内容等方面做了简单的介绍。针对单根气动人工肌肉的模型与特性做出了分析比较。通过寻找对于气动人工肌肉输出力与其实际输出力之间的差异原因,得出了一系列考虑到不同情况影响的气动人工肌肉输出力的数学模型,同时对气动人工肌肉的相关特性做出了分析。 其次,将两根气动人工肌肉形成的对抗肌作为驱动力驱动机械臂转动,并将此视为一个系统,分析其结构与运动,建立了其动力学方程。对其运力学方程进行了仿真分析,并确定了满足要求的主要结构参数,进而得到了一个稳定的由两根气动人工对抗肌驱动机械臂转动的系统。改变系统的转动角度后再进行试验仿真,仿真结果验证了此气动人工对抗肌系统结构的稳定性。 然后,根据系统的动力学方程以及上述稳定系统结构的分析,建立系统的传递函数,应用PID的控制方法设计了系统协调运动的控制参数。通过对实际系统的仿真分析建立实际PID仿真控制模型,验证以上得到的控制参数。同时通过对实际控制模型的验证与分析,得出能够满足要求的控制方法,并验证此方法对于控制气动人工对抗肌的协调运动是可行并合理的。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.19;TP273

【参考文献】

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本文编号：1192188