基于DSP的超磁致伸縮致動器精密控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、超磁致伸縮致動器(Giant Magnetostrictive Actuator,GMA)是一種新型器件，具有輸出位移大、響應(yīng)速度快、低壓可操作等眾多優(yōu)點，在超精密加工、流體機械、聲納系統(tǒng)、振動控制等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。然而由于超磁致伸縮材料本身以及致動器的本身結(jié)構(gòu)存在著較強的磁滯特性，使致動器輸出位移存在著磁滯性強、非線性嚴(yán)重等缺點，大大限制了致動器在各領(lǐng)域的應(yīng)用。針對這些問題，本文以直動型超磁致伸縮致動器為對象，分別就致動器的結(jié)

2、構(gòu)、輸出位移的控制技術(shù)和致動器的動靜態(tài)實驗進行了研究，從而減弱致動器自身存在的非線性嚴(yán)重等缺點。
　　 首先，本文介紹了超磁致伸縮致動器及其應(yīng)用，對致動器的控制技術(shù)作了概述并闡述了諸多控制技術(shù)自身存在的問題，在此基礎(chǔ)上陳述了本課題的選題意義和研究內(nèi)容。
　　 其次，通過對超磁致伸縮材料和致動器自身結(jié)構(gòu)的分析，完成了超磁致伸縮致動器的模型構(gòu)建。根據(jù)致動器的各項參數(shù)，推導(dǎo)了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，對致動器控制系統(tǒng)進行了建模，并進一步

3、PID和模糊自適應(yīng)PID 進行了仿真。仿真結(jié)果表明，模糊自適應(yīng)PID的控制性能明顯比傳統(tǒng)PID 控制要好，主要表現(xiàn)在超調(diào)量，響應(yīng)速度更快。
　　 在此基礎(chǔ)上，本文對致動器控制系統(tǒng)進行了軟硬件設(shè)計。設(shè)計了基于TMS320F2812的硬件系統(tǒng)，包括A/D 轉(zhuǎn)換電路、D/A 轉(zhuǎn)換電路、接口電路等，在CCS 開發(fā)環(huán)境上對系統(tǒng)軟件進行了設(shè)計。
　　 最后，介紹了致動器的靜動態(tài)實驗，并對前饋加反饋的PID 控制方法進行了探究與仿真。