考慮磁滯瞬態(tài)損耗的GMA在振動(dòng)主動(dòng)控制中的應(yīng)用.pdf

1、隨著技術(shù)的發(fā)展，柔性結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，特別是在精密儀器儀表的測(cè)量與使用場(chǎng)合。由于柔性結(jié)構(gòu)的大撓度、小阻尼等特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)依靠自身衰減需要很長(zhǎng)時(shí)間，影響儀器的準(zhǔn)確性，因而需要對(duì)柔性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)控制。超磁致伸縮致動(dòng)器以其響應(yīng)快，應(yīng)變大的特點(diǎn)，在振動(dòng)主動(dòng)控制中越來越廣泛。本文以超磁致伸縮致動(dòng)器的動(dòng)態(tài)模型為基礎(chǔ)，以懸臂梁為被控對(duì)象，研究了超磁致伸縮致動(dòng)器在考慮磁滯損耗時(shí)對(duì)懸臂梁的振動(dòng)主動(dòng)控制。主要完成了以下研究工作：
　　（1）

2、研究了超磁致伸縮致動(dòng)器（GMA）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？紤]磁滯損耗的影響，采用堆疊結(jié)構(gòu)的GMM棒，完成GMA整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)GMA進(jìn)行了電磁分析，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的合理性，并完成了GMA實(shí)物的加工。
　　（2）研究了磁滯損耗。為了考慮磁滯損耗的影響，引入了磁滯損耗滯后的概念，并將磁滯損耗以虛部的形式反映到壓磁方程的相關(guān)參數(shù)上，建立了致動(dòng)器的動(dòng)態(tài)模型。搭建了阻抗測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得了致動(dòng)器線圈的阻抗-頻率關(guān)系曲線，并求得了磁滯損耗所產(chǎn)生的相

3、位滯后角的大小。
　?。?）研究了系統(tǒng)建模，包括懸臂梁的動(dòng)態(tài)微分方程、超磁致伸縮致動(dòng)器的傳遞函數(shù)模型，利用ANSYS分析確定了懸臂梁的各參數(shù)，研究了獨(dú)立模態(tài)空間控制方法，完成了模態(tài)增益等參數(shù)的求取。完成了懸臂梁的實(shí)物加工。
　?。?）研究了模糊PID控制的設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)PID控制的基礎(chǔ)上，通過MATLAB完成了PID控制器的初始參數(shù)整定，將模糊控制與傳統(tǒng)PID控制結(jié)合，根據(jù)實(shí)際的控制經(jīng)驗(yàn)，得到了具有一定自適應(yīng)能力的控制器。最后

4、通過仿真得到了在模糊PID控制器作用下系統(tǒng)對(duì)階躍輸入的響應(yīng)曲線。
　?。?）研究了振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。以LabVIEW為編程軟件，結(jié)合已有的設(shè)備條件，搭建了振動(dòng)主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了在隨機(jī)激勵(lì)和激振器激勵(lì)下，致動(dòng)器的輸出對(duì)懸臂梁振動(dòng)曲線的不同影響。
　　本課題建立超磁致伸縮致動(dòng)器在磁滯損耗下的動(dòng)態(tài)模型，并將其應(yīng)用到柔性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)主動(dòng)控制中，獲得了較好的振動(dòng)控制效果，為超磁致伸縮致動(dòng)器在振動(dòng)主動(dòng)控制中的進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用提供一