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Design and control of a soft saddle-shaped dielectric elastomer actuator

执行机构 材料科学 介电弹性体 控制理论(社会学) 人工肌肉 弹性体 模块化设计 解耦(概率) 控制器(灌溉) 帧(网络) 跟踪(教育) 计算机科学 机械工程 控制工程 工程类 控制(管理) 复合材料 操作系统 人工智能 生物 教育学 心理学 农学
作者
Tete Hu,Xinjiang Lu,Jin Liu,Du Xu
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:132 (24) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0121579
摘要

Here, a soft saddle-shaped dielectric elastomer actuator (SSDEA) is designed and a model-based tracking control approach is developed to achieve its desirable dynamics. In this actuator, a bent polyethylene terephthalate (PET) frame is connected with the dielectric elastomer (DE) driving mechanism. The DE driving mechanism induces PET frame elongation or shortening, which causes the movement of the SSDEA. With the benefit from its modular design, simple structure, and robust mechanical assembly, the SSDEA has the stable and linear driving capability. In order to describe the dynamic behaviors of this actuator, a hybrid modeling method that integrates a data-driven model with a physical model is presented, and a three-step identification method is proposed to obtain the model's parameters. Moreover, a model-based tracking control approach is further developed to achieve satisfactory control performance. Using experiments, the dynamics and control performance of the actuator are demonstrated effectively.
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