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形状记忆合金驱动外骨骼设计与控制研究

目录

形状记忆合金驱动外骨骼设计与控制研究（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

形状记忆合金特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1SMA的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2SMA的热机械性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.3SMA的应用领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

外骨骼系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1外骨骼系统的定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.2外骨骼系统的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.3外骨骼系统的功能与应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

形状记忆合金驱动外骨骼设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

4.1设计原则与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

4.2关键部件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

4.2.1SMA驱动器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.2.2机械结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.2.3传感器与控制系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

4.3设计优化与仿真分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

形状记忆合金驱动外骨骼控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

5.1控制系统架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

5.2控制算法研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

5.2.1反馈控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

5.2.2模糊控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

5.2.3智能控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

5.3控制效果评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

实验与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

6.1实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

6.2实验设备与测试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

6.3实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

6.3.1SMA驱动性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

6.3.2外骨骼运动性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

6.3.3控制效果评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

7.1研究结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

7.2存在问题与改进方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

7.3未来研究方向．．．．．．．．．