磁控形狀記憶合金傳感器特性仿真平臺的構(gòu)建及研究.pdf

1、磁控形狀記憶合金（Magnetically Controlled Shape Memory Alloy簡稱MSMA）是近年來出現(xiàn)的一種新型智能材料，具有形變大、響應(yīng)速度快、能量密度高等優(yōu)點，在傳感器領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。變形的磁控形狀記憶合金在外力作用下由于內(nèi)部發(fā)生孿晶再取向使材料的磁化強度發(fā)生改變，通常稱這種特性為 MSMA逆效應(yīng)。利用該特性可以研制MSMA傳感器。
　　本文基于磁控形狀記憶合金的逆效應(yīng)，建立磁控形狀記憶合金傳

2、感器外特性模型，通過無跡卡爾曼濾波算法對磁控形狀記憶合金傳感器外特性模型的系數(shù)進行參數(shù)辨識，基于Matlab、Labview混合變成設(shè)計思想構(gòu)建磁控形狀記憶合金傳感器特性仿真平臺，通過該平臺可以模擬不同輸入條件（激振力、預(yù)壓力、偏置磁場）協(xié)同作用下，獲取磁控形狀記憶合金傳感器感應(yīng)電壓信號輸出，同時也可以將該特性仿真平臺與實驗系統(tǒng)相結(jié)合，深化材料的實驗研究進程。
　　首先，研究MSMA的晶體結(jié)構(gòu)、變形機理，而后基于材料力學(xué)、動力學(xué)、

3、電磁學(xué)等理論建立MSMA傳感器外特性模型并確立MSMA傳感器感應(yīng)電壓與外部磁場、預(yù)壓力、激振力的幅值和頻率之間的函數(shù)關(guān)系式，該模型即為參數(shù)辨識的目標(biāo)模型。
　　其次，基于無跡卡爾曼濾波算法對傳感器外特性模型進行參數(shù)辨識，以滿足不同實驗條件下模型的適用性。將無跡卡爾曼濾波算法與混沌-量子粒子群算法分別對MSMA傳感器外特性模型參數(shù)辨識的結(jié)果進行比較分析，驗證了無跡卡爾曼濾波算法在MSMA傳感器外特性模型參數(shù)辨識方面的高效性以及準(zhǔn)確性