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1、精密定位技術(shù)是精密工程領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,衡量精密定位技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志是高精度和高分辨率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,精密定位技術(shù)的系統(tǒng)精度和分辨率經(jīng)歷了由毫米級(jí)、微米級(jí)、亞微米級(jí),提高到今天的納米級(jí)。
在精密加工中,系統(tǒng)的精度和分辨率都要求達(dá)到納米量級(jí),對(duì)微位移定位系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件和控制方法的要求也較高。磁控形狀記憶合金(MSMA,即Magnetically Controlled Shape Memory Alloy)是一種具有
2、形狀記憶效應(yīng)、形變率大、響應(yīng)速度快、能量轉(zhuǎn)換效率和功率密度高、易控制等突出優(yōu)點(diǎn)的新型智能材料。目前,國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)磁控形狀記憶合金形成機(jī)理、驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用、傳感器應(yīng)用等都做了大量的工作。但是,磁控形狀記憶合金以及組成驅(qū)動(dòng)磁路的其他元件使得磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器的輸入與輸出存在較強(qiáng)的磁滯非線性,影響了驅(qū)動(dòng)器的定位精度,限制了該材料及驅(qū)動(dòng)器更廣泛的應(yīng)用。
本文結(jié)合虛擬儀器LABVIEW和MATLAB搭建了MSMA驅(qū)動(dòng)器的測(cè)控平臺(tái),分
3、析了MSMA驅(qū)動(dòng)器的磁滯非線性特性;建立了MSMA驅(qū)動(dòng)器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)磁滯模型,并通過(guò)遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)磁滯模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化;為消除磁滯非線性,本文利用復(fù)合控制和fuzzy-PID控制對(duì)驅(qū)動(dòng)器的精度控制進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:
(1)本文介紹了磁控形狀記憶合金及其驅(qū)動(dòng)器的特性、研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景,概述了磁滯特性的概念,國(guó)內(nèi)外常用的幾種磁滯模型、控制方法及最新研究進(jìn)展。提出了本課題研究的意義、目的及主要研究?jī)?nèi)容。
(2
4、)基于LABVIEW虛擬儀器搭建MSMA驅(qū)動(dòng)器的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了MSMA驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及驅(qū)動(dòng)器輸入輸出之間磁滯特性的分析。
(3)建立MSMA驅(qū)動(dòng)器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)磁滯模型,并通過(guò)遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)磁滯模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,進(jìn)一步提高了模型的精度。
(4)為了消除磁滯非線性,提高驅(qū)動(dòng)器的定位精度,本文提出LABVIEW結(jié)合MATLAB對(duì)MSMA驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行實(shí)時(shí)智能控制設(shè)計(jì)方法,并比較MSMA驅(qū)動(dòng)器復(fù)合控制、fuzzy-P
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