超磁致伸縮直線電機的結構設計及控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、超磁致伸縮材料具有應變大、輸出力大、位移分辨率高、響應速度快，能量密度高等優(yōu)點，在精密光學工程、微機電系統(tǒng)、航空航天技術等尖端科技領域，顯示出廣闊的應用前景。目前，利用超磁致伸縮材料制作的直線電機也逐漸成為國內外研究的熱點，超磁致伸縮直線電機基于尺蠖運動原理，以超磁致伸縮致動器為核心元件。本文以直線電機為研究目標，從結構設計、控制系統(tǒng)的分析、設計及相關測試幾個方面進行研究。
　　本文介紹了超磁致伸縮現(xiàn)象及磁致伸縮材料的基本特性，闡

2、述了尺蠖直線電機的國內外發(fā)展現(xiàn)狀，總結了超磁致伸縮直線電機的類型、應用領域及發(fā)展現(xiàn)狀。
　　在超磁致伸縮材料特性的基礎上，完成了超磁致伸縮直線電機的核心部件---超磁致伸縮致動器的設計，主要包括超磁致伸縮棒的選型、線圈的設計、磁路的設計、預壓力的設計等。提出了超磁致伸縮直線電機的結構，并基于超磁致伸縮材料特性，建立了電機輸出位移的數(shù)學模型。
　　介紹了柔性鉸鏈的類型，分析了圓形柔性鉸鏈的轉角剛度。根據(jù)三角放大原理及柔性鉸鏈，

3、設計了微位移放大機構，繪制了結構剖面圖及三維立體圖，采用有限元分析方法對機構進行靜力學和動力學的分析。
　　根據(jù)超磁致伸縮直線電機的結構，分析了電機控制系統(tǒng)的控制時序，制定了系統(tǒng)的控制方案，并在此方案的基礎上，對系統(tǒng)進行總體設計、程序設計及編寫。在LabVIEW和Protues環(huán)境下對控制系統(tǒng)進行了仿真。
　　在軟件設計的基礎上，設計了系統(tǒng)的硬件電路，主要包括電源電路、振蕩電路、復位電路、串口通訊電路、下載電路并繪制了電路圖