nderwater had escalated the researc

nderwater had escalated the research and development of
Ionic Polymer Metal Composite (IPMC) since 1990 [1]. In
general IPMC is a bending actuator made of ion exchangeable
polymer membranes which responses to external electric
stimulation. Owing to its beneficial properties such as light
weight, bio-compatibility and its capability to be used
underwater make it more preferable actuator especially for
small underwater robot. On top of that, IPMC has specific
advantages over other smart materials such as Shape Memory
Alloys (SMA) and Lead Zirconate Titanate (PZT). IPMC has
superior response speed over SMA which is important
characteristic of excellence actuator. In the other hand IPMC is
more suitable for small-size robot due to its lower power
consumption than PZT [2].
To suit certain application needs, many control design have
been developed in these past 10 years which mainly focus on
feedback based closed loop control. By introducing feedback
control, Mallavarapu and Leo successfully reduced overshoot
and settling time of IPMC open loop response [3]. From there,
traditional PID controller until most advanced model adaptive
control algorithm based on nonlinear control-oriented model
and quantitative feedback theory had been implemented to
achieve robust control of the IPMC [4-6]. However, while
excellent control had been achieved, there is still size limitation
if intended control system setup is going to be applied in smallsize
movable application. For example, normal size DAQ
device and feedback sensor such as laser sensor are too bulky
for controlling and analysing small autonomous device. There
were several attempts to minimize the size of feedback sensor
by replacing the traditional laser sensor with integration of
IPMC and PVDF films. For the first time Chen, Kwon and Tan
successfully manage to regulate/track IPMC actuation
displacement and record the force output simultaneously using
IPMC/PVDF combination [7]. Besides that, integration with
strain gage also had been proposed for compact setup [8]. But
there is no effort to reduce the size of DAQ hardware while
analysing and controlling IPMC actuator.
In this paper, we presented a small, cheap, easy to acquire
yet reliable open-source microcontroller called Arduino
(Fig. 1) to replace the normally bulky and expensive DAQ
device for IPMC analysis and control targeting small scale and
autonomous system application. Simultaneous data logging
analysis and real time control experiment can be done without
great hassle with Arduino microcontroller. We demonstrate
control of single IPMC actuator by PID controller using
MATLAB/Simulink Arduino Input Output (ArduinoIO)
support package. Battery powered and Bluetooth embedded
system can be apply to Arduino later for wireless real time
control application using IDE software after all parameters and
uncertainties are being cleared.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

nderwater มีการเลื่อนระดับการวิจัยและพัฒนาพอลิเมอร์ Ionic โลหะคอมโพสิต (IPMC) พ.ศ. 2533 [1] ในทั่วไป IPMC เป็น actuator ดัดที่ทำไอออนกำนัลสารพอลิเมอร์ที่ตอบสนองต่อไฟฟ้าภายนอกกระตุ้น เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์เช่นแสงน้ำหนัก ความเข้ากัน ได้ทางชีวภาพ และความสามารถในการใช้ใต้น้ำให้ actuator กว่ามากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับหุ่นยนต์ใต้น้ำขนาดเล็ก ด้านบนของที่ IPMC มีเฉพาะข้อดีเหนือวัสดุอื่นสมาร์ทเช่นจำรูปร่างโลหะผสม (SMA) และระยะ Zirconate Titanate (PZT) มี IPMCความเร็วในการตอบสนองที่เหนือกว่ากว่า SMA ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญลักษณะของ actuator เป็นเลิศ ในมืออื่น ๆ ที่เป็น IPMCเหมาะสำหรับหุ่นยนต์ขนาดเล็กเนื่องจากพลังงานต่ำกว่าปริมาณการใช้กว่า PZT [2]เพื่อให้เหมาะกับความต้องการแอพลิเคชันบาง ออกแบบควบคุมมากมีการพัฒนาเหล่านี้ผ่านมา 10 ปีซึ่งส่วนใหญ่เน้นในความคิดเห็นการควบคุมวงปิด โดยการแนะนำติชมควบคุม Mallavarapu และลีโอลด overshoot เสร็จเรียบร้อยแล้วและชำระเวลา IPMC เปิดวนตอบ [3] จากตัวควบคุม PID ดั้งเดิมจนถึงแบบจำลองขั้นสูงสุดที่เหมาะสมอัลกอริทึมควบคุมแบบจำลองไม่เชิงเส้นการมุ่งเน้นการควบคุมและทฤษฎีผลป้อนกลับเชิงปริมาณได้ถูกนำไปใช้เพื่อบรรลุการควบคุมประสิทธิภาพของ IPMC [4-6] อย่างไรก็ตาม ขณะที่ควบคุมดีแล้วประสบความสำเร็จ ยังมีขนาดจำกัดถ้าต้องการติดตั้งระบบควบคุมจะถูกใช้ใน smallsizeโปรแกรมประยุกต์สามารถเคลื่อนย้าย ตัวอย่าง ขนาดปกติ DAQอุปกรณ์และความคิดเห็นเซ็นเซอร์เช่นเลเซอร์เซ็นเซอร์มีขนาดใหญ่เกินไปการควบคุม และวิเคราะห์อุปกรณ์อิสระขนาดเล็ก มีมีความพยายามหลายครั้งเพื่อลดขนาดของเซ็นเซอร์ความคิดเห็นโดยแทนเซนเซอร์เลเซอร์แบบรวมฟิล์ม IPMC และ PVDF ครั้งแรกเฉิน Kwon และตาลจัดการควบคุม/ติดตาม IPMC actuation เรียบร้อยแล้วปริมาณกระบอกสูบและบันทึกแรงออกพร้อมใช้ชุด IPMC/PVDF [7] นอกจากนั้น รวมกับต้องใช้เกจยังได้รับการเสนอชื่อสำหรับการตั้งค่าขนาดเล็ก [8] แต่ไม่พยายามที่ลดขนาดของฮาร์ดแวร์ DAQ ขณะมีวิเคราะห์ และการควบคุม IPMC actuatorในเอกสารนี้ เรานำเสนอขนาดเล็ก ราคา ง่ายรับแต่ไมโครคอนโทรลเลอร์เปิดแหล่งน่าเชื่อถือเรียกว่าสืบ(Fig. 1) แทน DAQ ปกติขนาดใหญ่ และราคาแพงอุปกรณ์สำหรับ IPMC วิเคราะห์และควบคุมขนาดเล็กการกำหนดเป้าหมาย และโปรแกรมประยุกต์ระบบปกครองตนเอง บันทึกข้อมูลพร้อมกันทดลองการควบคุมการวิเคราะห์และเวลาจริงสามารถทำได้โดยยุ่งยากดี ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์สืบ เราแสดงให้เห็นถึงควบคุม actuator IPMC เดียวโดยใช้การตัวควบคุม PIDสืบ MATLAB/Simulink อินพุทเอาท์พุท (ArduinoIO)แพคเกจสนับสนุน ใช้พลังงานแบตเตอรี่ และฝังตัวบลูทูธสามารถใช้ระบบการสืบในภายหลังในเวลาจริงแบบไร้สายโปรแกรมควบคุมที่ใช้ IDE ซอฟต์แวร์หลังจากพารามิเตอร์ทั้งหมด และความไม่แน่นอนจะถูกล้าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

nderwater
ได้เพิ่มการวิจัยและพัฒนาของอิออนโพลีเมอโลหะคอมโพสิต(IPMC) ตั้งแต่ปี 1990 [1] ใน
IPMC ทั่วไปเป็นตัวกระตุ้นการดัดทำจากไอออนที่แลกเปลี่ยนเยื่อลิเมอร์ที่ตอบสนองต่อไฟฟ้าจากภายนอกกระตุ้น เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์เช่นแสงน้ำหนักชีวภาพเข้ากันได้และความสามารถในการที่จะใช้ใต้น้ำทำให้ตัวกระตุ้นที่นิยมมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับหุ่นยนต์ใต้น้ำขนาดเล็ก ด้านบนของที่, IPMC มีเฉพาะข้อได้เปรียบกว่าสมาร์ทวัสดุอื่นๆ เช่นหน่วยความจำรูปร่างโลหะผสม(SMA) และตะกั่วเซอร์โคไททาเนต (PZT) IPMC มีการตอบสนองความเร็วเหนือกว่า SMA ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญลักษณะของตัวกระตุ้นความเป็นเลิศ ใน IPMC มืออื่น ๆ ที่เป็นมากขึ้นเหมาะสำหรับหุ่นยนต์ขนาดเล็กเนื่องจากไฟฟ้าที่ลดลงของการบริโภคกว่าPZT [2]. เพื่อให้เหมาะกับความต้องการบางโปรแกรมการออกแบบการควบคุมจำนวนมากได้รับการพัฒนาเหล่านี้ผ่านมา 10 ปีซึ่งส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ความคิดเห็นตามวงปิดควบคุม. โดยการแนะนำข้อเสนอแนะควบคุม Mallavarapu และลีโอที่ประสบความสำเร็จลดลงเลยและเวลาการตกตะกอนของการตอบสนองวงIPMC เปิด [3] จากนั้นควบคุม PID แบบดั้งเดิมจนถึงขั้นสูงรูปแบบการปรับตัวมากที่สุดขั้นตอนวิธีการควบคุมขึ้นอยู่กับรูปแบบการควบคุมที่มุ่งเน้นการเชิงเส้นและทฤษฎีข้อเสนอแนะเชิงปริมาณที่ได้รับการดำเนินการเพื่อให้เกิดการควบคุมที่มีประสิทธิภาพของIPMC [4-6] อย่างไรก็ตามในขณะที่การควบคุมที่ยอดเยี่ยมที่ได้รับการประสบความสำเร็จยังคงมีการ จำกัด ขนาดถ้าการติดตั้งระบบการควบคุมที่ตั้งใจจะถูกนำไปใช้ในsmallsize แอพลิเคชันที่สามารถเคลื่อนย้าย ยกตัวอย่างเช่น DAQ ขนาดปกติอุปกรณ์และข้อเสนอแนะเซ็นเซอร์เลเซอร์มีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับการควบคุมและวิเคราะห์อุปกรณ์อิสระขนาดเล็ก มีหลายคนพยายามที่จะลดขนาดของเซ็นเซอร์ความคิดเห็นได้โดยการเปลี่ยนเซ็นเซอร์เลเซอร์แบบดั้งเดิมที่มีการรวมกลุ่มของภาพยนตร์IPMC และ PVDF เป็นครั้งแรกที่เฉินและควอนตันประสบความสำเร็จในการบริหารจัดการในการควบคุม / ติดตามการดำเนินการ IPMC รางและบันทึกเอาท์พุทแรงพร้อมกันโดยใช้IPMC / PVDF รวมกัน [7] นอกจากนั้นการทำงานร่วมกับวัดสายพันธุ์นอกจากนี้ยังได้รับการเสนอชื่อสำหรับการติดตั้งที่มีขนาดกะทัดรัด [8] แต่มีความพยายามที่จะลดขนาดของฮาร์ดแวร์ DAQ ในขณะที่ไม่มีการวิเคราะห์และการควบคุมตัวกระตุ้นIPMC. ในบทความนี้เรานำเสนอที่มีขนาดเล็กราคาถูกและง่ายต่อการได้รับไมโครคอนโทรลเลอร์เปิดแหล่งที่เชื่อถือได้ยังเรียกว่า Arduino (รูปที่ 1). ที่จะเปลี่ยนได้ตามปกติ DAQ ขนาดใหญ่และมีราคาแพงอุปกรณ์สำหรับการวิเคราะห์และการควบคุมIPMC กำหนดเป้าหมายขนาดเล็กและการประยุกต์ใช้ระบบอัตโนมัติ บันทึกข้อมูลพร้อมกันวิเคราะห์และการทดสอบการควบคุมเวลาจริงสามารถทำได้โดยไม่ต้องยุ่งยากที่ดีกับไมโครคอนโทรลเลอร์Arduino เราแสดงให้เห็นถึงการควบคุมของตัวกระตุ้น IPMC เดียวโดยควบคุม PID โดยใช้ MATLAB / Simulink Arduino ขาเข้าขาออก (ArduinoIO) แพคเกจการสนับสนุน พลังงานแบตเตอรี่และบลูทู ธ ที่ฝังตัวระบบสามารถนำไปใช้กับArduino ต่อมาเวลาจริงไร้การประยุกต์ใช้การควบคุมโดยใช้ซอฟต์แวร์IDE หลังจากพารามิเตอร์ทั้งหมดและความไม่แน่นอนที่จะได้รับการล้าง