[发明专利]一种反馈式EAP驱动系统及其反馈控制方法

权利要求书

1.一种反馈式EAP驱动系统，其特征是，包括被控EAP作动器、状态传感器模块、高压生成模块和系统控制器；

状态传感器模块包括形变传感器、温度传感器和湿度传感器，分别检测EAP作动器的形变信号、温度信号和湿度信号，传输至系统控制器；

系统控制器根据形变期望值数据，以及状态传感器模块检测到的EAP状态信号，确定EAP作动器的驱动电压初始值，进而根据驱动电压初始值控制高压生成模块生成相应的初始驱动电压信号，输出至EAP作动器的驱动控制端；在EAP作动器的动作过程中，系统控制器根据状态传感器模块实时检测到的形变信号与形变期望值数据的差值，控制高压生成模块对输出的驱动控制信号中的驱动电压进行调节，以使得实际形变数据趋近于形变期望值数据。

2.根据权利要求1所述的反馈式EAP驱动系统，其特征是，所述形变传感器采用电容式形变传感器，其包括两个柔性电极片，分别附着于作动器形变轴向的两端。

3.根据权利要求1所述的反馈式EAP驱动系统，其特征是，高压生成模块包括依次级联的DC-DC升压级、逆变升压级和倍压整流级；

DC-DC升压级接收系统控制器输出的控制信号，将低压直流电源转换为一级高压直流电源；逆变升压级对所述一级高压直流电源进行逆变，进而利用升压变压器进行升压，输出升压后的二级高压交流电源；倍压整流极利用倍压整流电路对二级高压交流电源进行倍压整流，输出用于驱动EAP的高压直流电源。

4.根据权利要求3所述的反馈式EAP驱动系统，其特征是，DC-DC升压级包括低压基准电源、MOS开关管、Boost控制器、分压电阻、数字电位器和储能电容；分压电阻与数字电位器串联后，与MOS管的源极和漏极，以及储能电容三者并联于低压基准电源的正负极之间；Boost控制器包括反馈输入端和控制输出端，反馈控制端连接在分压电阻与数字电位器之间，数字电位器的控制端连接系统控制器；Boost控制器的控制输出端连接MOS开关管的栅极；DC-DC升压级输出的一级高压直流电源即储能电容两端的电压。

5.根据权利要求4所述的反馈式EAP驱动系统，其特征是，系统控制器中存储有驱动电压与数字电位器电阻阻值之间的关联关系数据，以及驱动电压与EAP作动器形变量、温湿度值之间的关联关系数据；系统控制器根据形变期望值和驱动电压与EAP作动器形变量、温湿度值之间的关联关系数据，计算驱动电压值；然后根据驱动电压值和驱动电压与数字电位器电阻阻值之间的关联关系数据，计算数字电位器的电阻阻值；进而通过控制数字电位器的电阻阻值，实现对驱动电压的调节，使得实际形变量趋近于形变量期望值。

6.根据权利要求4所述的反馈式EAP驱动系统，其特征是，DC-DC升压级中的Boost控制器还包括运行控制端，系统控制器通过所述运行控制端控制Boost控制器的工作或停止。

7.根据权利要求3所述的反馈式EAP驱动系统，其特征是，逆变升压级包括变压器驱动器和多个升压变压器组成的变压器组，变压器驱动器对一级高压直流电源进行逆变，同时对变压器组进行驱动；所述变压器组中的多个升压变压器的原边对应抽头互相并联，并连接变压器驱动器的电压输出端，副边互相串联；所述二级高压交流电源即为多个升压变压器副边串联后两端的电压。

8.基于权利要求1-7任一项所述反馈式EAP驱动系统的反馈控制方法，其特征是，包括：

S1，设定形变量、温度和湿度数据与EAP作动器驱动电压之间的关联关系数据；

S2，根据形变量期望值，以及S1设定的关联关系数据，计算驱动电压初始值；

S3，根据驱动电压初始值，控制高压生成模块将低压直流电源，转换为与驱动电压初始值相应的高压驱动电压源，对EAP作动器进行初始控制；

S4，实时监测实际形变量和温湿度值，将实际形变量数据与形变量期望值进行对比，并根据对比结果，控制高压生成模块对驱动电压进行调节。