离子聚合物-金属复合材料分数阶模型的建立与控制

摘要：

IPMC是一类具有很好应用前景的电活性智能材料,但响应机理复杂且具有非线性限制了其开发与应用.分数阶控制是对传统整数阶控制理论的概括和补充,分数阶控制理论使得传统经典的PID控制理论更具有可模拟性和鲁棒性.为了准确地建立IPMC驱动器的模型并说明分数阶控制的优越性,首先建立了描述IPMC驱动器的整数阶模型和分数阶模型,然后比较两种模型的拟合精度,确定采用拟合精度更高的分数阶模型来描述IPMC驱动性能.针对IPMC分数阶模型设计了整数阶PI控制器和分数阶PIλDμ控制器.最后通过仿真分析可见,分数阶控制的上升时间更快,超调量更小,通频带更宽,可应用于控制IPMC的形变,证明了应用分数阶控制方法使得被控系统的性能得到了明显的改善.

关键词：离子聚合物-金属复合材料、分数阶、PI控制器、上升时间、超调量

所属期刊栏目：14

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金61174145

在线出版日期：2014-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：248-251,256