基于DSP的SMA直線驅(qū)動器控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的發(fā)展，在智能材料結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應用最廣泛的驅(qū)動元件為形狀記憶合金，因其大功重比、集驅(qū)動傳動和傳感于一身、變形大等優(yōu)點，特別是在越來越重視空間、重量、成本和噪音等重要因素的今天，使得它在智能材料應用領(lǐng)域具有獨特的應用前景。
　　目前，SMA驅(qū)動器通常采用位移和角度等外部傳感器進行測量研究，雖然能夠滿足基礎(chǔ)研究要求，但在實際工程應用中，因結(jié)構(gòu)中存在外部傳感器，占用空間較大，導致其應用受到一定的限制。本文針對形狀記憶合金智能材料

2、的傳感和驅(qū)動性能，利用SMA絲在高溫相變過程中能輸出較大的驅(qū)動力，設(shè)計了差動式SMA雙程直線驅(qū)動器控制機構(gòu)；搭建了給SMA絲加熱控制電路和使用恒流源電橋方法的電阻信號采集電路；同時結(jié)合分段控制和PID控制方法來完善控制效果。具體內(nèi)容如下：
　　1.基礎(chǔ)理論研究：研究形狀記憶合金基本概念和特性，并進行了基本性能參數(shù)測試，獲得SMA的準靜態(tài)實驗特性參數(shù)值，為下一步工作奠定基礎(chǔ)；
　　2.針對SMA的驅(qū)動特性，設(shè)計了帶有滾珠直線導

3、軌結(jié)構(gòu)的差動式SMA驅(qū)動器，并制作完成本文的智能材料直線驅(qū)動器，以及進行相應的驅(qū)動性能理論分析，為實驗做好準備；
　　3.控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計和實現(xiàn)，主要是包括DSP的ADC模塊外圍的反饋信號處理電路和EV模塊外圍的大電流驅(qū)動控制電路，使用ORCAD軟件并制作PCB板電路實物圖；
　　4.控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，基于CCS3.3軟件，用C語言編寫和調(diào)試程序。本文采用分段控制和PID控制算法相結(jié)合，驗證該驅(qū)動器和控制系統(tǒng)的可行性