形状記憶合金アクチュエータの応力推定法と制御システムへの適用

カテゴリ: 部門大会

論文No: TC15-4

グループ名: 【C】2022年電気学会電子・情報・システム部門大会

発行日: 2022/08/24

タイトル(英語): Stress estimation method for shape memory alloy actuator and its application to control system

著者名: 斎藤 誠二（職業能力開発総合大学校）,小野寺 理文（職業能力開発総合大学校）

著者名(英語): Seiji Saito (Polytechnic University),Ribun Onodera (Polytechnic University)

キーワード: 形状記憶合金|応力推定|数学モデル|非線形補償|Shape memory alloy|stress estimation|mathematical model|nonlinear compensation

要約(日本語): 形状記憶合金（SMA）は軽量で重量に対して大きな発生力を得られ、ワイヤ状SMAの通電により発生するジュール熱でひずみが得られるため、変位制御のためのアクチュエータとして産業機器への適用が進められている。一方、SMAの温度とひずみ（または電気抵抗値）の関係に飽和やヒステリシス現象などの非線形特性を有しており、さらに、この関係は応力によって影響を受ける。SMAアクチュエータを用いた制御システムにおいて、より正確な制御を行うにはSMAの数学モデルを用いて非線形特性を補償する方法が有効であり、ヒステリシス特性を表現する数学モデルが数多く提案されている。しかしながら、応力の影響を考慮したモデルは少なく、一定応力での制御効果の検証がほとんどである。本発表では、検出が可能な電気抵抗値とSMAアクチュエータへの入力電力から応力を検出するセンシングモデルを提案し、制御システムへの適用例について紹介する。