山东大学;山东大学威海工业技术研究院路士州获国家专利权
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龙图腾网获悉山东大学;山东大学威海工业技术研究院申请的专利基于改进型滑模算法的微型DES磁致位控单元自适应控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120038746B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510185286.3,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权基于改进型滑模算法的微型DES磁致位控单元自适应控制方法是由路士州;刘晓涵;董传旭;王福磊;罗誉来;买双赢;宫建红设计研发完成,并于2025-02-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于改进型滑模算法的微型DES磁致位控单元自适应控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于改进型滑模算法的微型DES磁致位控单元自适应控制方法,其解决了如何提高电磁驱动柔性关节位移的响应速度、精度的技术问题,其包括数据反馈与处理部分、以及改进型滑模控制部分,在数据处理与反馈中,对电容式介电弹性体传感器进行检测并滤波,并映射后得到当前位移,位移与期望重新输入至控制器进行循环,改进型滑模控制利用RBF神经网络修正介电弹性体传感器拉力的同时,采用由位姿状态和滑模面组成的复合权值更新律实现权重在线优化,同时使用延迟干扰补偿进一步提高鲁棒性与控制精度。本发明适用于在复杂环境下执行动态任务。
本发明授权基于改进型滑模算法的微型DES磁致位控单元自适应控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于改进型滑模算法的微型DES磁致位控单元自适应控制方法,其特征在于,所述微型DES磁致位控单元包括介电弹性体传感器和磁致驱动器,所述磁致驱动器包括定子、动子和弹簧外壳,线圈固定在支撑底座的上方,与套筒相对固定,构成定子,磁环、磁柱和磁块按照相同的磁极顺序串联排列,与磁环固定套构成动子,动子能够在套筒内自由移动,所述介电弹性体传感器设有上部分和下部分,所述上部分包覆在磁致驱动器的磁环固定套上,下部分包覆在磁致驱动器的支撑底座上,所述自适应控制方法包括以下步骤: 步骤1,用LCR电桥仪多次测量介电弹性体传感器的电容值,对多次测量结果取平均值从而计算得到初始电容值C0; 步骤2,构建RBF神经网络和改进型滑模控制器;改进型滑模控制器是使用非线性滑模面作为基础,采用非线性离散终端滑模面进行构建: sk=c1e1k+c2e2k+c3sigαe1k 式中,sk表示所构建的滑模面,e1k,e2k分别表示位移误差与速度误差,c1,c2,c3均为常数; 步骤3,设定期望位移; 步骤4,将期望位移输入给改进型滑模控制器; 步骤5,改进型滑模控制器输出信号给供电单元; 步骤6,供电单元给磁致驱动器的线圈供电; 步骤7,磁致驱动器的动子位移带动介电弹性体传感器拉伸; 步骤8,LCR电桥仪检测介电弹性体传感器的电容值Cp1; 步骤9,将电容值Cp1经过卡尔曼滤波器进行滤波得到电容值Cp2; 步骤10,电容值Cp2减去初始电容值C0得到电容变化值ΔCp; 步骤11,将电容变化值ΔCp经过卡尔曼滤波器进行滤波,然后经过映射后得到当前位移x1;映射过程是通过函数y=kx进行,函数中,x表示电容变化值,y表示位移,k表示系数是定值; 步骤12,期望位移与当前位移x1的差是位移误差e1k,将位移误差e1k输入改进型滑模控制器; 步骤13,将当前位移x1输入RBF神经网络: 式中,表示隐藏层与输出层之间权重的估计值,为列向量;Hj表示第j个隐藏层神经元的输出,cj与bj分别表示第j个神经元的中心与宽度,x1表示输入的当前位移; 得到传感器拉力的修正值 步骤14,延迟干扰补偿,在k时刻,通过系统的状态方程将测量数据反代回k-1时刻,估计出前一时刻的干扰dk-1,并假设干扰在短时间内变化缓慢,将dk-1视为当前时刻的干扰dk的估计值;随后,在控制输入中加入补偿项; 步骤15,将传感器拉力的修正值和延迟干扰补偿得到的干扰估计值一同输入改进型滑模控制器,得到输出量uk,输出量uk输入供电单元后,然后数据反馈与处理得到新的位移值,完成闭环控制。
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