A study of self-sensing control of hydrophilic electrolytic polymer actuator

亲水性电解聚合物驱动器自传感控制研究

• 批准号: 20560235
• 负责人: SASAKI Minoru
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20560235/
• 关键词: ソフトメカニクス; IPMC; イオン交換膜; アクチュエータ; 屈曲制御; Feedforward; Feedback; Two-Degree-of-Freedom; 親水性電解質高分子; セルフセンシング; 制御; 同定; 動特性

Ionic Polymer-Metal Composite (IPMC) is one of electroactive polymer actuators. It can be activated even by a ordinary dry cell battery. So, IPMC is a low energy consumption bending mode actuator. Control of its bending is a quite difficult task. Usually IPMC bending control is carried out merely by alternately changing polarity of voltage imposed on the IPMC according to the circumstances. It is a quite impractical way of bending control. In this study, we attempted to establish a controlling technique of IPMC bending based on the control theory. A transfer function of the IPMC was derived by FFT analysis. Employing the derived transfer function, we carried out bending control of IPMC by the methods of Feedforward, Feedback and Two-Degree-of-Freedom controls. It turned out that all three methods sufficiently well controlled the IPMC bending. Especially, Feedback and Two-Degree-of-Freedom controls made it possible to precisely control the IPMC bending.

离子聚合物-金属复合材料(IPMC)是一种电活性聚合物致动器。即使是普通的干电池也能激活它。因此，IPMC是一种低能耗的弯曲模式致动器。控制其弯曲是一项相当困难的任务。通常，仅通过根据情况交替改变施加在IPMC上的电压的极性来执行IPMC弯曲控制。这是一种非常不切实际的弯曲控制方法。在本研究中，我们尝试建立一种基于控制理论的IPMC弯曲控制技术。通过FFT分析，得到了IPMC的传递函数。利用推导出的传递函数，分别采用前馈控制、反馈控制和二自由度控制方法实现了IPMC的弯曲控制。事实证明，这三种方法都足够好地控制了IPMC的弯曲。特别是，反馈和两自由度控制使精确控制IPMC弯曲成为可能。

项目成果

Position control of a self-sensing micro-actuator for HDD using neural network

使用神经网络对 HDD 自感知微执行器进行位置控制

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Sasaki;K. Fujihara;H. Yamada;Y. Nam;S. Ito
• 通讯作者: S. Ito

ニューラルネットワークを用いたセルフチューニングHDD用マイクロアクチュエータの制御

使用神经网络控制自调节硬盘微执行器

• 发表时间: 2009
• 期刊: 日本AEM学会誌 17
• 作者: 佐々木実;臼井淳;小林義光;藤原孝次;清水年美;伊藤聡
• 通讯作者: 伊藤聡

Feedforward Control of an Ionic Polymer-Metal Composite Actuator

离子聚合物-金属复合致动器的前馈控制

• 发表时间: 2009
• 作者: M.SASAKI;Y.ONOUCHI;T.OZEKI;H.TAMAGAWA;S.ITO
• 通讯作者: S.ITO

Bending direction change of IPMC by the electrode modification

• DOI: 10.1016/j.snb.2009.04.054
• 发表时间: 2009-07
• 期刊: Sensors and Actuators B-chemical
• 影响因子: 8.4
• 作者: H. Tamagawa;Hiroaki Watanabe;M. Sasaki

Two-Degree-of-Freedom Control of an Ionic Polymer-Metal Composite Actuator

离子聚合物-金属复合驱动器的二自由度控制

• 发表时间: 2011
• 期刊: Materials Science Forum
• 作者: M.Sasaki;Y.Onouchi;H.Tamagawa;S.Ito
• 通讯作者: S.Ito