基于GMM的直動(dòng)式高頻微小伺服閥關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、超磁致伸縮材料(GiantMagnetostrictiveMaterial，簡稱GMM)是一種新型的功能材料，在室溫下的形變量和輸出力大，并且對信號(hào)輸入能快速響應(yīng)，現(xiàn)已成為物理學(xué)、材料科學(xué)、電磁學(xué)、控制工程和機(jī)械工程等諸多領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其應(yīng)用價(jià)值已逐步顯現(xiàn)。
　　 本文基于GMM的眾多優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種伺服閥用轉(zhuǎn)換器(GiantMagnetostrictiveActuator，簡稱GMA)，并對其進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)理論分析，建立數(shù)學(xué)模

2、型進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析，仿真結(jié)果顯示GMA階躍上升時(shí)間Tr為0.8ms，穩(wěn)態(tài)輸出力F可達(dá)1832N，表明GMA具有響應(yīng)速度快、輸出力大等顯著特點(diǎn)。同時(shí)基于該GMA轉(zhuǎn)換器，設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的直動(dòng)式高頻電液伺服閥，并通過理論分析和計(jì)算、數(shù)學(xué)建模和動(dòng)態(tài)仿真分析、電磁場有限元分析等，對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，得出如下結(jié)論:對GMM直動(dòng)式高頻伺服閥而言，其相位裕度可達(dá)γ=84°，幅值裕量Kg=17dB，幅頻寬ωb=499Hz，幅值穿越頻率ωgc

3、=403Hz，相位穿越頻率ωpC=5780Hz，可見基于GMM的直動(dòng)式高頻伺服閥的響應(yīng)速度快、精度高、穩(wěn)定性好;轉(zhuǎn)換器GMA的阻尼系數(shù)、線圈匝數(shù)、閥體結(jié)構(gòu)等對伺服閥動(dòng)態(tài)特性的影響較大，增大GMA的阻尼系數(shù)可以提高伺服閥的高頻特性，增加線圈匝數(shù)可以增大伺服閥的流量，減少伺服閥的構(gòu)件數(shù)量可以提高伺服閥的響應(yīng)速度。
　　 本文的研究可為基于GMM的直動(dòng)式高頻伺服閥的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)，為直動(dòng)式高頻伺服閥的研究注入了新的活力，同時(shí)為進(jìn)一