超磁致伸縮致動(dòng)器的輸出特性模型與虛擬測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、超磁致伸縮致動(dòng)器具有大位移、強(qiáng)力、響應(yīng)快、可靠性高、漂移量小、驅(qū)動(dòng)電壓低等優(yōu)點(diǎn)，因而在超精密加工、微馬達(dá)、振動(dòng)控制以及流體機(jī)械等工程領(lǐng)域均顯示輸出良好的應(yīng)用前景，是一種很有潛力的新型智能驅(qū)動(dòng)元件。由于缺少合適的建模工具，致動(dòng)器的設(shè)計(jì)一直基于經(jīng)典的工程方法：需要樣機(jī)和測(cè)試，嚴(yán)重影響了其應(yīng)用。此外，實(shí)驗(yàn)條件的落后已成為影響超磁致伸縮致動(dòng)器應(yīng)用研究的重要因素之一。對(duì)于超磁致伸縮致動(dòng)器的實(shí)驗(yàn)研究方面，國(guó)內(nèi)外大都采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)思路，使用多種專用的

2、測(cè)試儀器，不僅成本高，而且功能不易擴(kuò)展。因此開(kāi)展致動(dòng)器的模型及測(cè)試技術(shù)工作，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 本論文首先介紹了致動(dòng)器的分類，以及超磁致伸縮材料的特點(diǎn)和超磁致伸縮致動(dòng)器的應(yīng)用，集中對(duì)致動(dòng)器的模型以及虛擬儀器技術(shù)做了分析。 隨后，基于Jiles-Atherton 磁化強(qiáng)度模型、二次疇轉(zhuǎn)模型、非線性壓磁方程和致動(dòng)器的應(yīng)變模型，建立了致動(dòng)器的非線性靜態(tài)模型。應(yīng)用集總參數(shù)法，基于第三類壓磁方程建立了致動(dòng)器的線性動(dòng)態(tài)模型，應(yīng)用該

3、模型，對(duì)致動(dòng)器的輸出階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)進(jìn)行了研究。 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)儀器對(duì)致動(dòng)器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)輸出特性進(jìn)行了研究。采用了應(yīng)變法、微位移傳感器法和千分表法測(cè)試了致動(dòng)器的輸出位移特性；研究了不同頻率的驅(qū)動(dòng)電流對(duì)致動(dòng)器的輸出應(yīng)變的變化。 研制了致動(dòng)器輸出特性虛擬測(cè)試系統(tǒng)。設(shè)計(jì)并制作了即插即用快速PCI 數(shù)據(jù)采集卡； 應(yīng)用VC++與MATLAB 混合編程的方法開(kāi)發(fā)了測(cè)試系統(tǒng)的軟件，把MATLAB 在數(shù)值計(jì)算、算法設(shè)計(jì)以及數(shù)