基于DSP的SMA直線驅(qū)動(dòng)器控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在智能材料結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的驅(qū)動(dòng)元件為形狀記憶合金，因其大功重比、集驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)和傳感于一身、變形大等優(yōu)點(diǎn)，特別是在越來(lái)越重視空間、重量、成本和噪音等重要因素的今天，使得它在智能材料應(yīng)用領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用前景。
　　目前，SMA驅(qū)動(dòng)器通常采用位移和角度等外部傳感器進(jìn)行測(cè)量研究，雖然能夠滿足基礎(chǔ)研究要求，但在實(shí)際工程應(yīng)用中，因結(jié)構(gòu)中存在外部傳感器，占用空間較大，導(dǎo)致其應(yīng)用受到一定的限制。本文針對(duì)形狀記憶合金智能材料

2、的傳感和驅(qū)動(dòng)性能，利用SMA絲在高溫相變過(guò)程中能輸出較大的驅(qū)動(dòng)力，設(shè)計(jì)了差動(dòng)式SMA雙程直線驅(qū)動(dòng)器控制機(jī)構(gòu)；搭建了給SMA絲加熱控制電路和使用恒流源電橋方法的電阻信號(hào)采集電路；同時(shí)結(jié)合分段控制和PID控制方法來(lái)完善控制效果。具體內(nèi)容如下：
　　1.基礎(chǔ)理論研究：研究形狀記憶合金基本概念和特性，并進(jìn)行了基本性能參數(shù)測(cè)試，獲得SMA的準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)特性參數(shù)值，為下一步工作奠定基礎(chǔ)；
　　2.針對(duì)SMA的驅(qū)動(dòng)特性，設(shè)計(jì)了帶有滾珠直線導(dǎo)

3、軌結(jié)構(gòu)的差動(dòng)式SMA驅(qū)動(dòng)器，并制作完成本文的智能材料直線驅(qū)動(dòng)器，以及進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)性能理論分析，為實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備；
　　3.控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，主要是包括DSP的ADC模塊外圍的反饋信號(hào)處理電路和EV模塊外圍的大電流驅(qū)動(dòng)控制電路，使用ORCAD軟件并制作PCB板電路實(shí)物圖；
　　4.控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，基于CCS3.3軟件，用C語(yǔ)言編寫和調(diào)試程序。本文采用分段控制和PID控制算法相結(jié)合，驗(yàn)證該驅(qū)動(dòng)器和控制系統(tǒng)的可行性