超磁致伸縮執(zhí)行器微位移控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著微納米技術的發(fā)展，人們對精密驅動及控制技術提出了更高的要求，并不斷地采用新型功能材料和新型工作原理來提高精密驅動及其控制技術的水平。超磁致伸縮執(zhí)行器是以新型功能材料——超磁致伸縮材料作為致動元件的一類微位移執(zhí)行器，具有輸出位移和力大、響應速度快、溫度范圍寬、低壓可操作等突出優(yōu)點，已在超精密加工、流體控制機械、微調節(jié)與微補償機構及納米技術等領域獲得了廣泛的應用，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?由于超磁致伸縮材料的磁滯特性，導致執(zhí)行器輸

2、出位移存在著滯回性強，重復性差，以及非線性嚴重等一系列缺點，因而需要通過良好的控制技術對其進行調節(jié)與控制，從而克服由于材料本身的特性而產生的一系列缺點，使其達到更高的定位精度?？梢娍刂萍夹g的水平在很大程度上決定著對執(zhí)行器的控制精度。因此，有必要尋求一種針對磁滯非線性的模型與控制理論方法對執(zhí)行器進行控制，從而完善從控制模塊到執(zhí)行模塊的整體系統(tǒng)，使其能夠更好地滿足實際生產需要。 根據(jù)自動控制原理，結合超磁致伸縮材料磁滯特性，本文建立

3、了以單片機為核心的超磁致伸縮執(zhí)行器微位移閉環(huán)控制系統(tǒng)；分析和構建了構成系統(tǒng)所必需的微位移檢測變送通道、模擬量輸入通道、單片機控制單元、模擬量輸出通道等重要組成部分；設計了控制系統(tǒng)的硬件電路部分，主要包括A/D轉換電路、濾波放大電路、D/A轉換電路、鍵盤顯示電路，以及恒流源接口電路的設計；開發(fā)了控制系統(tǒng)的硬件電路板，并對電路板進行了調試。 為了實現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的功能，結合C語言和匯編語言，開發(fā)了控制系統(tǒng)軟件，主要包括系統(tǒng)監(jiān)控主程序模