應(yīng)用于精密定位的超磁致伸縮執(zhí)行器的控制研究.pdf

1、精密工程技術(shù)在眾多領(lǐng)域的快速發(fā)展和應(yīng)用，促進(jìn)了精密定位技術(shù)的發(fā)展，并對(duì)精密定位技術(shù)提出了更高的要求。微位移執(zhí)行器作為精密定位系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其重要性自然不言而喻。超磁致伸縮材料(GMM)具有應(yīng)變大、輸出力大、功率密度高、響應(yīng)速度快和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是制作微位移執(zhí)行器的良好材料，利用GMM制作的超磁致伸縮執(zhí)行器(GMA)在精密定位領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。本文以GMA為對(duì)象，對(duì)GMA的動(dòng)靜態(tài)特性、磁滯特性及控制方法進(jìn)行了研究，并根據(jù)建立的數(shù)

2、學(xué)模型和研究的控制方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容包括： 第一章介紹了精密定位技術(shù)研究的意義，分析了用于精密定位的微位移執(zhí)行器類型，闡述了GMM的特點(diǎn)、GMA及其控制方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并給出了本論文的主要研究?jī)?nèi)容。 第二章介紹了磁致伸縮機(jī)理及GMM的基本特性；根據(jù)設(shè)計(jì)的GMA結(jié)構(gòu)，建立了GMA的動(dòng)靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)GMA的動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行了辨識(shí)和實(shí)驗(yàn)研究。 第三章通過分析Jiles-Atherton磁滯模型，給出

3、了需要辨識(shí)的模型參數(shù)；介紹了模型辨識(shí)所需數(shù)據(jù)源的獲取方法，并用遺傳算法實(shí)現(xiàn)了模型參數(shù)辨識(shí)；同時(shí)，根據(jù)辨識(shí)得到的磁滯模型，建立了非對(duì)稱的minor loop磁滯模型。 第四章介紹了GMA的基本控制方法，在此基礎(chǔ)上建立了磁滯模型的逆模型，設(shè)計(jì)了模糊自適應(yīng)PID控制器，并對(duì)模型參數(shù)a進(jìn)行了初步的在線辨識(shí)研究。 第五章介紹了GMA的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)原型，重點(diǎn)闡述了恒流源的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了GMA的位置控制實(shí)驗(yàn)，包括階躍響應(yīng)、位