非常复杂，而且无法直接建立ODE方程，这就导致其使用场景受限，并且其建立的动力学模型非 常复杂。 3.2形状记忆合金(SMA)软体机械臂建模和控制方法 形状记忆效应是某些金属合金中存在的一种相变现象，通过这种现象，材料在加热到相变温度 以上时可以恢复到其原始状态。这种效果归因于SMA晶体结构的转变。此外，SMA可以以在高温下 稳定的奥氏体晶体线结构和在较低温度下稳定的马氏体结构存在。形状记忆效应现象可以是低温相 (马氏体)和高温相（奥氏体）之间的转变，也可以是不同马氏体变体之间的重新定向。加热SMA 材料后，它开始从马氏体转变为奥氏体相，然后收缩。即使在高施加负载下也会发生这种收缩，从 而导致高致动能力。随后的材料冷却将奥氏体转换回马氏体，并且材料的内部应力将其恢复为原始 形状。由于其超弹性特征，只要施加的变形在合金的恢复范围内，镍钛诺的变形恢复循环就可以重 复数百万次。SMA的基本特征是这些转变的热弹性，这意味着它们可能是由温度变化或施加在材 料上的外部应力引起的。这些特性使得SM具有广泛的应用前景，包括力的入运动（利用形状 记忆)以及能量存储（利用超弹性）。还必须考虑到，从宏观的角度来看， 这种晶体结构的变化会 引起其他物理性质的改变，例如热导率，热膨胀系数或电阻率。 SMA可以通过几种不同的方法加热，但是对于小直径SMA, 最常见的方法是使电流通过它们。 通过一个向SMA施加电流的简单电路，可以通过焦耳效应加热SMA元件。这里发生两个转换过程。 第一个是焦耳效应将电能转化为热能，这种热能触发了SMA无件的形状恢复过程，并且所产生的 恢复能量被转化为机械功。SMA执行器的带宽通常有限，而冷却速度是主要因素。作为热激活致动 器，其致动速度主要取决于SMA元件的冷却时间，该时间受SMA到环境的热对流过程的强烈影响。 冷却和加热速度还取决于SMA执行器的尺寸和形直径较小的执行器由于其较高的电阻率而更 快地加热，而由于其较高的表面积与体积之比，它@更快地冷却。通过被动方法（例如散热） 或主动方法（例如气流循环或液体冷却）来改善驱动绮宽。SM4的另一个众所周知的问题，也是 SMA执行器领域的主要研究主题之一，是心们的俳线性行为。考虑这种非线性操作的原因是，从马 氏体到奥氏体的转变发生的温度与从奥氏体到今：体的转变发生的温度不同，从而产生了迟滞。对 于技术应用，迟滞SMA特性非常重要，必须仔细考虑以达到控制目标。由于SMA有饱和滞后行为， 这将非线性行为引入到系统中，这使得很难为这种类型的执行器开发控制算法。 采用SMA驱动软体机械臂，通电后，控制软体机械臂的变形和运动67。 (a) (b)非常复杂，而且无法直接建立 ODE 方程，这就导致其使用场景受限，并且其建立的动力学模型非 常复杂。 3.2 形状记忆合金（SMA）软体机械臂建模和控制方法 形状记忆效应是某些金属合金中存在的一种相变现象，通过这种现象，材料在加热到相变温度 以上时可以恢复到其原始状态。这种效果归因于 SMA 晶体结构的转变。此外，SMA 可以以在高温下 稳定的奥氏体晶体线结构和在较低温度下稳定的马氏体结构存在。形状记忆效应现象可以是低温相 （马氏体）和高温相（奥氏体）之间的转变，也可以是不同马氏体变体之间的重新定向。加热 SMA 材料后，它开始从马氏体转变为奥氏体相，然后收缩。即使在高施加负载下也会发生这种收缩，从 而导致高致动能力。随后的材料冷却将奥氏体转换回马氏体，并且材料的内部应力将其恢复为原始 形状。由于其超弹性特征，只要施加的变形在合金的恢复范围内，镍钛诺的变形-恢复循环就可以重 复数百万次。SMA 的基本特征是这些转变的热弹性，这意味着它们可能是由于温度变化或施加在材 料上的外部应力引起的。这些特性使得 SMA 具有广泛的应用前景，包括力的产生、运动（利用形状 记忆）以及能量存储（利用超弹性）。还必须考虑到，从宏观的角度来看，这种晶体结构的变化会 引起其他物理性质的改变，例如热导率，热膨胀系数或电阻率。 SMA 可以通过几种不同的方法加热，但是对于小直径 SMA，最常见的方法是使电流通过它们。 通过一个向 SMA 施加电流的简单电路，可以通过焦耳效应加热 SMA 元件。这里发生两个转换过程。 第一个是焦耳效应将电能转化为热能，这种热能触发了 SMA 元件的形状恢复过程，并且所产生的 恢复能量被转化为机械功。SMA 执行器的带宽通常有限，而冷却速度是主要因素。作为热激活致动 器，其致动速度主要取决于 SMA 元件的冷却时间，该时间受 SMA 到环境的热对流过程的强烈影响。 冷却和加热速度还取决于 SMA 执行器的尺寸和形状：直径较小的执行器由于其较高的电阻率而更 快地加热，而由于其较高的表面积与体积之比，它们可以更快地冷却。通过被动方法（例如散热） 或主动方法（例如气流循环或液体冷却）来改善驱动带宽。SMA 的另一个众所周知的问题，也是 SMA 执行器领域的主要研究主题之一，是它们的非线性行为。考虑这种非线性操作的原因是，从马 氏体到奥氏体的转变发生的温度与从奥氏体到马氏体的转变发生的温度不同，从而产生了迟滞。 对 于技术应用，迟滞 SMA 特性非常重要，必须仔细考虑以达到控制目标。由于 SMA 有饱和滞后行为， 这将非线性行为引入到系统中，这使得很难为这种类型的执行器开发控制算法。 采用 SMA 驱动软体机械臂，通电后，控制软体机械臂的变形和运动[67]。 录用稿件，非最终出版稿