Publication

Energy-based control of a dielectric elastomer cardiac assist device

Yves Perriard
2026

Résumé

This paper is concerned by the port-Hamiltonian modeling and control of a dielectric elastomer actuator designed for use in a cardiac assist device. The proposed nonlinear model captures the actuator’s hyperelastic material behavior, viscoelastic damping, and electromechanical coupling, and remains valid for large deformations up to 40 %. An original Interconnection and Damping Assignment Passivity-Based Control strategy is developed to achieve closed-loop stabilization at a desired position. The accuracy of the multiphysics model and the performances of the proposed controller are experimentally validated.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/b3fc046f-7c3e-4d42-9ce9-4e5529c1762f

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Concepts associés (23)

Théorie du contrôle

En mathématiques et en sciences de l'ingénieur, la théorie du contrôle a comme objet l'étude du comportement de systèmes dynamiques paramétrés en fonction des trajectoires de leurs paramètres. On se place dans un ensemble, l'espace d'état sur lequel on définit une dynamique, c'est-à-dire une loi mathématiques caractérisant l'évolution de variables (dites variables d'état) au sein de cet ensemble. Le déroulement du temps est modélisé par un entier .

Viscoélasticité

La viscoélasticité est la propriété de matériaux qui présentent des caractéristiques à la fois visqueuses et élastiques, lorsqu'ils subissent une déformation. Les matériaux visqueux, comme le miel, résistent bien à un écoulement en cisaillement et présentent une déformation qui augmente linéairement avec le temps lorsqu'une contrainte est appliquée. Les matériaux élastiques se déforment lorsqu'ils sont contraints, et retournent rapidement à leur état d'origine une fois la contrainte retirée.

Deformation (engineering)

In engineering, deformation refers to the change in size or shape of an object. Displacements are the absolute change in position of a point on the object. Deflection is the relative change in external displacements on an object. Strain is the relative internal change in shape of an infinitesimally small cube of material and can be expressed as a non-dimensional change in length or angle of distortion of the cube. Strains are related to the forces acting on the cube, which are known as stress, by a stress-strain curve.

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