超磁致伸縮直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其在精密光學(xué)工程、半導(dǎo)體制造、超精密微細(xì)加工與測(cè)量技術(shù)、微型機(jī)電系統(tǒng)、航空航天技術(shù)等諸多尖端科技領(lǐng)域，越來(lái)越需要一種高性能的精密直線驅(qū)動(dòng)技術(shù)。本課題正是基于這種需求提出了一種“大負(fù)載超高精度驅(qū)動(dòng)超磁致伸縮直線電機(jī)”。直線電機(jī)基于尺蠖運(yùn)動(dòng)原理，并以超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器(Giant Magnetostrictive Actuator，GMA)為驅(qū)動(dòng)核心元件。本文以直線電機(jī)為研究目標(biāo)，從基礎(chǔ)理論、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試及

2、相關(guān)控制技術(shù)幾方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　第一章：介紹了研究超磁致伸縮直線電機(jī)的意義。簡(jiǎn)單闡述了超磁致伸縮材料特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，總結(jié)了智能結(jié)構(gòu)直線電機(jī)的類型和應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展現(xiàn)狀和控制方法。
　　第二章：首先介紹了超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器(GMA)的結(jié)構(gòu)及工作原理，在此基礎(chǔ)上闡述了超磁致伸縮直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。基于COMSOL有限元分析軟件分析了直線電機(jī)部分構(gòu)件的剛度，并實(shí)現(xiàn)了直線電機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　第三章：為直線電機(jī)

3、的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，首先優(yōu)化了直線電機(jī)的控制信號(hào)，其次測(cè)試了直線電機(jī)的速度特性、負(fù)載特性和運(yùn)動(dòng)分辨率，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。
　　第四章：根據(jù)超磁致伸縮直線電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和超磁致伸縮材料的材料特性建立了超磁致伸縮直線電機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型?；贛ATLAB/SIMULINK實(shí)現(xiàn)了直線電機(jī)變負(fù)載和變輸入信號(hào)的仿真，將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。
　　第五章：在前文所建立的動(dòng)力學(xué)模型和實(shí)驗(yàn)測(cè)試所得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。提出了實(shí)現(xiàn)超磁致伸縮直線電機(jī)精