【摘 要】
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形状记忆合金SMA (Shape Memory Alloy)具备良好的力学特性,施以不同电流可使其形状发生变化。由于记忆合金具有功率质量比大、体积小、结构简单的特点,可用做关节运动的执行
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形状记忆合金SMA (Shape Memory Alloy)具备良好的力学特性,施以不同电流可使其形状发生变化。由于记忆合金具有功率质量比大、体积小、结构简单的特点,可用做关节运动的执行器,在机器人研究领域具有广阔的应用前景。但是SMA机理复杂,执行器性能的提高有赖于SMA本身的动力学模型。本文通过分析合金特性测试方法,搭建SMA力学模型测试平台,以记忆合金的建模与控制为研究目标。论文工作的一部分是搭建基于dSPACE的合金特性测试平台。由FAULHABER直线电机LM1247实现SMA恒应力或变应力控制,同时实现合金应力及应变量的检测；将合金浸入变压器油中,通过温度反馈控制环境温度,为定量研究合金的特性提供保障；以dSPACE为核心,实现与FAULHABER伺服单元的串行通信、温度的设定及实时采集。论文的另一部分是在测试平台的基础上进行合金行为特性的研究与建模。在Matlab/simulink下编写S-Function,实现dSPACE与外部环境数据的交互；通过ControlDesk记录合金数据,用Matlab处理数据并绘制合金温度、应变与应力间的3D关系图；在常温环境下,利用系统辨识方法建立合金的线性与非线性两种模型,并实验验证模型准确性。其中,线性模型用传递函数来描述合金输入输出间的对应关系,而合金非线性模型则是采用伪随机二进制序列进行相关分析的方式获得的
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