超磁致伸縮執(zhí)行器的設(shè)計方法研究及其測控系統(tǒng)的建立.pdf

1、本論文研究課題受到國家自然科學(xué)基金資助，對超磁致伸縮執(zhí)行器的建模、設(shè)計以及測控系統(tǒng)的建立進(jìn)行了深入的研究。論文共分為六章，主要內(nèi)容如下： 第一章介紹了現(xiàn)代執(zhí)行器的概念、地位及其發(fā)展現(xiàn)狀，指出超磁致伸縮執(zhí)行器作為典型的現(xiàn)代物性型執(zhí)行器有著廣闊的應(yīng)用前景，同時介紹了超磁致伸縮材料的特性、超磁致伸縮執(zhí)行器的應(yīng)用發(fā)展以及該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀；說明了論文的研究內(nèi)容和項目來源。 第二章在介紹了超磁致伸縮執(zhí)行器的原理及基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對

2、超磁致伸縮執(zhí)行器的靜、動態(tài)模型進(jìn)行了研究，推導(dǎo)了超磁致伸縮執(zhí)行器的靜態(tài)位移和力輸出模型；建立了動態(tài)集總參數(shù)機(jī)電耦合模型，并在模型中引入磁通反饋，用以消除將線圈電感作為常數(shù)所帶來的模型失真；介紹了執(zhí)行器基于能量的非線性滯回特性建模理論及算法和采用經(jīng)典的Preisach模型描述超磁致伸縮執(zhí)行器的位移滯回輸出特性。 第三章對超磁致伸縮執(zhí)行器的設(shè)計進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，給出了超磁致伸縮執(zhí)行器一般適用的設(shè)計與計算方法，尤其是對減少超磁致伸縮執(zhí)

3、行器熱誤差裝置的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的研究。最后，給出了本課題組超磁致伸縮執(zhí)行器的設(shè)計結(jié)果，并對超磁致伸縮執(zhí)行器建立了2D軸對稱模型，利用有限元方法分別對執(zhí)行器的激勵磁場和偏置磁場進(jìn)行了分析，得出了超磁致伸縮棒上的激勵磁場強(qiáng)度和偏置磁場強(qiáng)度的分布情況，確定了偏置線圈輸入電流的大小。 第四章給出了本論文超磁致伸縮執(zhí)行器的驅(qū)動及測控系統(tǒng)的組成及原理，分析了超磁致伸縮執(zhí)行器驅(qū)動電源的要求和特點，設(shè)計出了適用的連續(xù)調(diào)整型恒流源，并對它的性能進(jìn)

4、行了測試。同時，還介紹了本論文中所用的設(shè)備以及設(shè)計開發(fā)的測控軟件系統(tǒng)，所開發(fā)的軟件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)與圖形顯示模塊中采用了混合編程技術(shù)，把：MATLAB語言與c++語言的各自優(yōu)點綜合起來，取得良好效果。 第五章用所設(shè)計的測控系統(tǒng)對超磁致伸縮執(zhí)行器的特性進(jìn)行測試，包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性，并對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析。其中靜態(tài)特性實驗由靜態(tài)電流一輸出位移特性、預(yù)壓力一輸出位移特性、靜態(tài)電流一輸出力特性、和滯回特性實驗組成；動態(tài)特性實驗由偏置磁場對