磁控形狀記憶合金傳感器特性仿真平臺(tái)的構(gòu)建及研究.pdf

1、磁控形狀記憶合金（Magnetically Controlled Shape Memory Alloy簡(jiǎn)稱MSMA）是近年來出現(xiàn)的一種新型智能材料，具有形變大、響應(yīng)速度快、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，在傳感器領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。變形的磁控形狀記憶合金在外力作用下由于內(nèi)部發(fā)生孿晶再取向使材料的磁化強(qiáng)度發(fā)生改變，通常稱這種特性為 MSMA逆效應(yīng)。利用該特性可以研制MSMA傳感器。
　　本文基于磁控形狀記憶合金的逆效應(yīng)，建立磁控形狀記憶合金傳

2、感器外特性模型，通過無跡卡爾曼濾波算法對(duì)磁控形狀記憶合金傳感器外特性模型的系數(shù)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，基于Matlab、Labview混合變成設(shè)計(jì)思想構(gòu)建磁控形狀記憶合金傳感器特性仿真平臺(tái)，通過該平臺(tái)可以模擬不同輸入條件（激振力、預(yù)壓力、偏置磁場(chǎng)）協(xié)同作用下，獲取磁控形狀記憶合金傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)輸出，同時(shí)也可以將該特性仿真平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相結(jié)合，深化材料的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)程。
　　首先，研究MSMA的晶體結(jié)構(gòu)、變形機(jī)理，而后基于材料力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、

3、電磁學(xué)等理論建立MSMA傳感器外特性模型并確立MSMA傳感器感應(yīng)電壓與外部磁場(chǎng)、預(yù)壓力、激振力的幅值和頻率之間的函數(shù)關(guān)系式，該模型即為參數(shù)辨識(shí)的目標(biāo)模型。
　　其次，基于無跡卡爾曼濾波算法對(duì)傳感器外特性模型進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，以滿足不同實(shí)驗(yàn)條件下模型的適用性。將無跡卡爾曼濾波算法與混沌-量子粒子群算法分別對(duì)MSMA傳感器外特性模型參數(shù)辨識(shí)的結(jié)果進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證了無跡卡爾曼濾波算法在MSMA傳感器外特性模型參數(shù)辨識(shí)方面的高效性以及準(zhǔn)確性