农业机械学报

作者：孟德远，李顺利，杨林，李艾民，唐超权

单位：中国矿业大学,中国矿业大学,重庆大学,中国矿业大学,中国矿业大学,

关键词：气动肌肉; 力-位移迟滞; 非对称; Prandtl-Ishlinskii模型

基金：国家自然科学基金项目（51505474）和中国博士后科学基金特别项目（2016T90520）

搭建了气动肌肉收缩力测试实验台，通过分析不同压力、行程、收缩速率及频率下气动肌肉收缩力与位移的关系曲线，得出气动肌肉的力-位移迟滞现象具有非对称性、非局部记忆性、大压力弱相关性和准率不相关性。针对常见Prandtl-Ishlinskii（PI）类模型难以准确描述气动肌肉力-位移迟滞曲线的问题，对通用PI迟滞模型的dead-zone算子进行方向上的修正，建立气动肌肉修正PI+Dead-zone迟滞模型，利用最小二乘法进行参数辨识，并与经典PI模型、经典Bouc-Wen（BW）模型、PI+Polynomial模型、Wang-Wen模型、BW+Polynomial模型进行精度对比分析。结果表明，PI类模型性能显著优于BW类模型，且修正PI+Dead-zone模型精度最高，各行程下绝对平均误差不超过1?N、均方差不超过1.5?N，能无差别处理气动肌肉力-位移迟滞曲线非对称性问题。小行程工况下，气动肌肉经典PI模型也具有一定的描述其力-位移迟滞现象的能力，且其模型参数相对较少。

来源：2021年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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