磁致伸縮材料在微動工作臺中的應用.pdf

1、以Tb-Dy-Fe為代表的稀土超磁致伸縮材料是一種有廣泛發(fā)展前景的功能材料,它具有磁致伸縮大、響應速度快、磁-機械耦合系數(shù)大、磁滯小等優(yōu)點,是理想的微位移驅動材料.結合超磁致伸縮材料的特性,按照課題給定的性能指標,對超磁致伸縮微位移工作臺的機械結構、磁路結構、定位控制系統(tǒng)進行了初步設計;并對設計的工作臺進行了工作特性測試.對課題所選用的超磁致伸縮材料進行了磁特性測試和分析.超磁致伸縮材料的磁特性包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性.靜態(tài)特性包括磁致伸

2、縮系數(shù)λ、磁感應強度B、磁機耦合系數(shù)K<,33>等;動態(tài)特性包括動態(tài)應變系數(shù)d<,33>、增量磁導率μ、阻抗Z、頻率f特性等.本課題主要應用到超磁致伸縮材料的靜態(tài)特性,即超磁致伸縮材料的應變λ與平均磁場強度H的關系曲線.微位移工作臺的結構設計主要包括驅動器結構設計、定位系統(tǒng)結構設計、工作臺的運行控制.定位系統(tǒng)結構設計給出了工作臺的定位工作原理、各部分結構設計、運動過程的實現(xiàn)及控制.文中給出了設計的微位移工作臺的整體結構的機械圖.應用自動

3、控制系統(tǒng)設計原理,對工作臺進行了控制系統(tǒng)硬件電路設計.控制系統(tǒng)的核心部分-微處理器(CPU)采用了Atmel公司的低功耗、高性價比芯片AT89C51.硬件系統(tǒng)主要包括電源電路、時鐘復位電路、數(shù)控恒流源接口電路、電流轉換橋式電路、人機接口.同時也給出了具體的設計方案、功能框圖和系統(tǒng)原理圖.工作臺的運行控制部分用MCS-51匯編語言編寫控制程序,脈沖時間可在1~1000ms連續(xù)調節(jié),工作臺可以前進和后退各500步.設計了H橋式電路正反向脈沖