亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Hill-type, bioinspired actuation delivers energy economy in DC motors

非线性系统 控制理论(社会学) 工作(物理) 机械能 直流电动机 PID控制器 执行机构 能量(信号处理) 电动机 计算机科学 控制工程 工程类 物理 机械工程 电气工程 人工智能 控制(管理) 温度控制 量子力学 功率(物理)
作者
Jake McGrath,José Alvarado
出处
期刊:Bioinspiration & Biomimetics [IOP Publishing]
卷期号:17 (6): 066021-066021
标识
DOI:10.1088/1748-3190/ac9a1a
摘要

Electromagnetic motors convert stored energy to mechanical work through a linear force-velocity (FV) relationship. In biological systems, however, muscle actuation is characterized by the hyperbolic FV mechanisms of the Hill muscle-in which a parameterαcharacterizes the degree of nonlinearity. Previous work has shown that bioinspiration in human-engineered systems can contribute favorable mechanical attributes-such as energy efficiency, self-stability, and flexibility, among others. In this study, we first construct an easily amendable, bioinspired electromagnetic motor which produces FV curves that mimic the Hill model of muscle with a high degree of accuracy. A proportional-integral-differential (PID) controller converges the characteristically linear FV relationship of a DC motor to nonlinear Hill-type force outputs. The bioinspired electric motor does a fixed amount of work by lifting a 147.5 g mass, and we record the translational velocity of the mass and the nonlinear applied force of the motor. Under optimized gain coefficients in the PID, the bioinspired motor achieves agreement ofR2>0.99with the Hill muscle model. Studies have shown that designing biologically inspired actuators produce comparatively energy efficient systems. We investigate the energy economy of actuating our motor with nonlinear, Hill-type forces in direct comparison with conventional linear FV actuation techniques. We find that the bioinspired motor delivers energy economy with respect to energy consumption and conversion: the nonlinear, Hill-type DC motor reduces the energetic cost of actuation when delivering a fixed amount of mechanical work.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
从容成危完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
许丹完成签到 ,获得积分10
10秒前
彩色莞完成签到 ,获得积分10
10秒前
尊敬的半梅完成签到 ,获得积分10
12秒前
22秒前
大模型应助medicmhc采纳,获得10
23秒前
酷波er应助有机分子笼采纳,获得10
23秒前
Mike001发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
30秒前
帅气的沧海完成签到 ,获得积分10
34秒前
medicmhc发布了新的文献求助10
36秒前
蒯言完成签到,获得积分10
41秒前
帆帆帆完成签到 ,获得积分10
43秒前
medicmhc完成签到,获得积分10
45秒前
49秒前
蒯言发布了新的文献求助10
53秒前
1分钟前
图图完成签到,获得积分10
1分钟前
图图发布了新的文献求助10
1分钟前
zzjjyy发布了新的文献求助10
1分钟前
zzjjyy完成签到,获得积分10
1分钟前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
Rashalin完成签到,获得积分10
1分钟前
laika完成签到,获得积分10
1分钟前
CipherSage应助李博士采纳,获得10
1分钟前
jacob258完成签到 ,获得积分10
1分钟前
视野胤发布了新的文献求助10
1分钟前
laika发布了新的文献求助10
1分钟前
1234完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
2分钟前
gengqiao发布了新的文献求助30
2分钟前
gengqiao完成签到,获得积分20
2分钟前
天涯完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
紫金大萝卜应助左彦采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 460
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2395370
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2098594
关于积分的说明 5288922
捐赠科研通 1825989
什么是DOI,文献DOI怎么找? 910393
版权声明 559972
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486564