Non linear control of SMA as a linear actuator

Hassas kuvvet kontrolü, çeşitli aktüatör uygulamaları için kritik öneme sahiptir. Şekil Hafızalı Alaşımlar (SMA'lar), yüksek güç-ağırlık oranları ve önemli kuvvet üretme kabiliyetleri nedeniyle ilgi çekici adaylardır. Ancak, doğrusal olmayan ilişkiler, histerezis ve sıcaklık bağımlılığı gibi SMA davranışındaki içsel karmaşıklıklar, hassas kuvvet kontrolünü zorlaştırır. Mevcut çalışmaların çoğu öncelikle SMA davranışını karakterize etmeye ve kontrollü laboratuvar ortamlarında kontrol yöntemleri sunmaya odaklanır. Gerçek dünya uygulamalarında kullanılan SMA'nın özellikleri, değişen test ve çalışma koşulları ile malzeme özellikleri nedeniyle laboratuvarda gözlemlenenlerden farklı olabilir. Bu boşluk, sahada güvenilir SMA aktüatör performansı için daha pratik bir yaklaşım gerektirir. Bu çalışma, SMA'larda hassas kuvvet kontrolü elde etmek için Tekrarlayan Sinir Ağları (RNN'ler) ve gerçek zamanlı ölçümler kullanan yeni bir yaklaşım önermektedir. Sensörlerle donatılmış kompakt bir test yatağı voltaj, akım ve üretilen kuvvet verilerini alır. RNN'ler, verilerdeki karmaşık zamansal ilişkileri öğrenmek için oldukça uygundur ve bu da onları SMA'ların dinamik davranışını modellemek için ideal hale getirir. Bu veriler üzerinde eğitilen ileri ve ters RNN modelleri, kuvvet çıktısını tahmin eder ve giriş sinyallerini gerçek zamanlı olarak ayarlar. Bu yaklaşım, kuvvet kontrol doğruluğunda önemli bir iyileşme gösterir ve aktüatör çıkışında istenen kuvvet yörüngesini yüksek bir başarı oranıyla (örneğin, %99) elde eder. Bu, çeşitli gerçek dünya senaryolarında daha güvenilir SMA aktüatör çalışmasının önünü açar.