擾動力自感知型超磁致伸縮微位移控制系統(tǒng)研究.pdf

1、環(huán)境振動是限制超精密測試儀器測量精度和超精密加工裝備加工精度的主要因素之一，需要引入有效的主動和被動隔振手段來抑制環(huán)境的振動以減小其對測量儀器和加工裝備精度的影響。超磁致伸縮執(zhí)行器具有大磁致伸縮率、響應速度快、定位精度高、低電壓驅(qū)動等優(yōu)點，適合用于主動消、減振系統(tǒng)。超磁致伸縮執(zhí)行器與氣浮技術結(jié)合的主被動隔振系統(tǒng)，不僅能夠隔離環(huán)境傳來的低頻振動，還能隔離加工裝備中負載導致的高幅值、頻率的反向作用擾動力。本論文的主要目的是研究超磁致伸縮微定

2、位系統(tǒng)，搭建合適的實驗平臺，控制實現(xiàn)超精密定位，并同時實現(xiàn)負載擾動力的自感知。
　　論文的主要內(nèi)容包含以下三個部分：
　　一、研究超磁致伸縮材料特性及工作機理，測試超磁致伸縮執(zhí)行器的位移輸出特性曲線，完成模型參數(shù)辨識并建立其輸入輸出關系的Preisach非線性模型，實現(xiàn)模型準確預測；
　　二、通過在超磁致伸縮執(zhí)行器輸出端施加擾動力，制作自感知電壓信號解耦電路板，測量自感知電壓的實時數(shù)值，基于逆磁致伸縮效應機理理論計算和

3、擬合出測量外力曲線，并與標準力傳感器測量外力曲線對比；
　　三、在建立的Preisach模型的基礎之上，完成前饋控制和PID閉環(huán)反饋控制仿真，并利用超磁致伸縮執(zhí)行器、電容位移傳感器、NI PXI-8102數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和PC機搭建合適的實驗平臺，測試系統(tǒng)開環(huán)輸出位移各項參數(shù)，評估定位系統(tǒng)工作性能，并完成超磁致伸縮執(zhí)行器的前饋和閉環(huán)控制，實現(xiàn)超精密微位移定位各項指標。
　　實驗結(jié)果表明，超磁致伸縮微定位系統(tǒng)分辨力能夠達到10nm