一、磁致伸缩微动驱动器的研制（论文文献综述）
周向峰[1]（2019）在《基于GMM的盘式制动器结构设计与多场耦合分析研究》文中研究指明制动器是汽车制动系统中重要的组成部件,其性能的优良是人们出行安全的重要保障。盘式制动器与其他制动器相比因制动效能稳定、尺寸与质量较小、维修简便,成为目前家用轿车中应用最多的制动器。但现有的盘式制动器存在执行机构复杂、磁阻迟滞、尺寸与质量较大、振动噪声较大等不足。基于此,本文利用超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material,简称GMM）具有输出力大、位移分辨率高、响应速度快的性能特点,设计出一种以超磁致伸缩材料为驱动源代替传统气压或液压驱动的新型盘式制动器。不仅能替代原有的复杂结构,并且有望显着的提高制动时的响应时间,在提升汽车主动安全性的同时,亦满足汽车轻量化及环保的要求,为新型盘式制动器的设计提供一条新思路。论文以传统液压驱动的盘式制动器为切入点,通过文献阅读调查了磁致伸缩材料基本特性、磁致伸缩材料工程应用和磁致伸缩式驱动器国内外研究现状,结合盘式制动器的工作特性,设计了一种符合紧急制动工况的磁致伸缩式制动器,完成了摩擦副的参数设计、驱动器的整体设计,给出主要参数设计依据,建立CATIA整体模型、介绍了基于GMM的盘式制动器的制动原理。建立系统的热-机耦合理论,应用有限元仿真软件COMSOL Multipysics对制动器进行仿真试验,给出有限元求解的具体过程及结果分析。仿真结果表明,所设计的磁致伸缩式制动器在紧急制动工况下,能够较好的满足制动性能要求。为进一步提升制动器的性能,建立了磁致伸缩式制动器制动特性的改进算法模型,使用遗传算法来改进相关设计参数,优化后提升了磁致伸缩式制动器的整体性能。
宋永刚[2]（2011）在《基于逆磁致效应的超磁致伸缩微驱动方法研究》文中研究说明精密加工作为发展尖端科技的基础,也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志,而精密微驱动技术是实现精密加工的关键。超磁致伸缩微位移执行器（GMA）以位移范围大、输出力大、响应速度快、位移分辨力高、驱动电压低等优点,在微驱动、精密定位、主动降噪减震等领域有着广阔的应用前景。本文以直动型GMA为对象,为实现自感知原理研制了新样机。改进了超磁致伸缩微位移执行器水冷机构并使其小型化,提高了输出性能;并针对超磁致伸缩微位移驱动器在恒力作用下具有良好的微驱动特性,而在变力作用下输出存在严重非线性的问题,进行了基于逆磁致效应的自感知型GMA的探索性研究,提出了变力扰动量的分离方法并进行了相应的实验研究,这对于提高超磁致伸缩微位移执行器的输出特性和推进其应用有一定的指导意义。本文首先从磁致伸缩机理出发,分析应变、应力、磁场强度、磁感应强度及温度之间的相互关系,确定了GMA输出非线性的原因。设计的实验平台包括:执行器主体、磁感应强度和温度传感电路、基于DSP的主控电路、基于LabView的数据处理显示系统。其次对基于逆磁致效应的自感知信号的分离方法进行了研究,包括基于电桥电路、加探测线圈、建立状态观测器三种方法。以压磁方程为基础,推导了不同工作边界条件下应力与感知信号的关系,作为数据处理系统的理论依据。理论得到电桥法中感知信号与输出速度成正比,而观测磁感应强度的方法感知信号与应力成正比。最后对设计的执行器进行了系统实验分析。温度和磁感应强度传感电路的测量精度满足要求,可用于自感知研究中对磁场的监测。设计的驱动线圈磁场均匀性有了提高,最大衰减由13.0%降低到4.95% ;设计的水冷机构能够使执行器工作温度稳定在0.2℃内;小电流驱动下执行器输出位移固定位置的蠕变在20nm以内;同样驱动电流下,输出位移比原样机大了一倍,并且升程曲线线性度较好;执行器位移输出重复性误差在100nm以内;通过步进驱动电流可控制位移步进输出在50nm以内。在以上良好的位移输出特性基础上利用监测磁场的方法实现了恒驱动电流下力的自感知功能,与标准力传感器的测量值对比在200N的动态力范围内最大误差不到20N。
杨申[3]（2011）在《超磁致伸缩微位移系统的研究》文中研究说明超磁致伸缩材料（GMM）是一种新型功能材料,具有磁致伸缩系数大、能量密度高、磁机耦合系数大、响应速度快、输出力大等优点。基于超磁致伸缩材料的微位移系统的研究,既具有科学价值又具有工程实际意义。本文设计一款测试超磁致伸缩材料磁特性的测试仪,并采用磁测试系统对磁致伸缩材料的特性进行测试及分析,包括材料的磁致伸缩系数、动态磁致伸缩系数、磁机耦合系数等。测试特性可以作为驱动器的设计参数。为超磁致伸缩微位移驱动器的研究和应用提供必要的依据。分析超磁致伸缩材料的驱动原理,设计一种用于精密驱动的超磁致伸缩驱动器（GMA）,并对其进行特性实验及分析。验证了所设计的驱动器基本满足设计指标。为了对超磁致伸缩驱动器进行控制,本文基于电流控制模型研究了超磁致伸缩驱动器线性动态建模方法,将驱动线圈作为感性负载,与数控恒流源结合进行了整体建模。在建立了驱动器的控制模型的基础上,进行了超磁致伸缩微位移系统的控制调节技术研究,用PID调节技术实现对超磁致伸缩微位移系统的控制。因为该系统具有延迟环节,针对该系统的延迟特性,选用Smith-模糊PID调节方法,应用MATLAB软件工具对其进行了仿真实验,取得了较好的效果。最后进行了特性测试及数据分析,包括位移特性实验、精度实验等。实验结果表明该系统精度较高,具有较好的输出特性。
李东[4]（2010）在《超磁致伸缩微致动器若干基础理论及实验研究》文中认为以Terfenol-D为代表的稀土超磁致伸缩材料是一种新功能高效磁（电）-机械（声）转换材料,以这种材料为驱动源的执行器由于具有大应变、大承载、高精度、快速响应和高可靠性等传统技术无法比拟的优点,一经发现立刻引起高技术、高精度领域的重视,在军民两用高科技领域具有巨大的应用前景。但超磁致伸缩微致动器在实际应用中存在非线性、滞回、涡流等问题,涉及到非线性振动、电磁学、控制学等众多学科的交叉,致使对超磁致伸缩微致动器的理论深入研究困难很大,也严重影响了微致动器的广泛应用。目前,国内外学者对超磁致伸缩材料特性及其磁化机理进行了大量的研究,取得了一定的成果。对于超磁致伸缩微致动器的非线性磁滞回特性、耦合磁弹性特性及内部磁场分布也有一定的研究,但存在对于某些因素的考虑不足,与实际工况结合较少等问题,而关于微致动器颤振问题的研究则更为罕见。因此,本文针对超磁致伸缩材料滞回特性、非线性特性、超磁致伸缩微致动器理论建模、非圆加工过程中的车削颤振及控制等问题进行了研究。为超磁致伸缩微致动器在理论模型的建立、车削加工领域的应用及控制方面奠定了基础。主要内容如下：1利用沈阳贝特数控机械有限公司提供的超磁致伸缩致动器,对其进行了动静态实验测量。建立了超磁致伸缩材料内部磁场—输入电流—磁致伸缩棒轴向位置三者之间的关系函数；对动态实验数据进行了时域和频域的分析,研究了微致动器输出随时间、频率的变化规律,并讨论了输入电流与输出位移间的关系。2基于实验得到磁场—电流—磁致伸缩棒轴向位置三者之间的关系函数,修正了现有的厚壁线圈轴向电流—磁场理论公式,确定了修正系数,并利用修正公式,对用于非圆切削加工的超磁致伸缩微致动器理论模型进行了理论分析,得到了解析解。通过数值模拟,对系统响应进行了分析,并对相关参数进行了讨论。3考虑到磁致伸缩棒的磁场分布不仅与激励电流有关,还与棒的轴向位置有关,建立了用于非圆切削加工的综合考虑预压力、偏置磁场和材料特性参数的超磁致伸缩微致动器耦合磁弹性理论模型,应用复偏微分求解方法导出了该模型的解析解表达式,并通过数值模拟,分析了不同磁弹性参数对微致动器动力学特性的影响。4在对超磁致伸缩材料内部磁场分析的基础上,结合超磁致伸缩材料压磁方程,利用Maxwell’s方程建立了考虑介电常数、预压应力等参数的内部磁场分布模型,通过数值模拟分析讨论了介电常数、预压应力、激励频率等参数对材料内部磁场分布以及滞回特性的影响；建立了综合考虑轴向、径向的三维磁场分布模型,并进行了相应的分析比较。5以考虑温度影响及ΔE效应的超磁致伸缩材料的本构关系为基础,建立了超磁致伸缩车削加工动力学模型,对其振动响应及参数影响进行了分析,并与不考虑ΔE效应的情况下的振动响应进行了对比；同时,引入动态的温度关系,研究了动态温度对系统响应的影响,并应用模糊PID方法进行了控制。6综合考虑由于再生型颤振对工件及超磁致伸缩微致动器的共同影响,建立了超磁致伸缩微致动器与车削刀具及工件组成的动力学模型,并对其稳定性进行了研究,根据霍尔维茨判据,分析了车削宽度、工件等效刚度及质量对系统稳定性的影响,并应用简单自适应控制方法对颤振进行了控制。
习俊梅[5]（2010）在《稀土超磁致伸缩驱动微动夹钳研究》文中研究表明微机电工程、光学与光电子工程、精密工程、生物医学工程等领域的迅猛发展迫切需要能够在亚毫米级、微米级空间进行微操作的微执行机构。微动夹钳是微执行机构中的重要执行器件,可用于完成微小目标物体的夹持、移动和组装等动作,在微装配、微操作等方面具有重要的作用。现有的微动夹钳在夹持范围、夹持力、响应速度、精度控制等方面存在一定问题。为了克服现有微夹钳夹持力和夹持范围不足的问题,本文对一种以超磁致伸缩材料（GMM）为驱动源的新型微夹钳进行了系统的研究。新型微夹钳由弹性良好的65Mn板体采用线切割加工而成,钳体结构简单,采用杠杆机构对输出位移量进行放大。另外,用柔性铰链代替传统铰链,易于加工制造,无间隙和摩擦,免于润滑和磨损,稳定性好,可提高运动精度和使用寿命。论文对超磁致伸缩驱动微夹钳的性能测试结果表明,新型微夹钳具有夹持范围大、响应速度快、输出精度高、夹持力易控制的优点。论文还对磁路进行了设计计算,采用ANSYS软件对驱动装置的磁场进行了有限元分析,并对微夹钳的动力学性能进行了强度和应力分析。
马志新,周志平[6]（2010）在《超磁致伸缩微位移驱动器设计及磁场有限元分析》文中进行了进一步梳理在介绍自行研制的超磁致伸缩微位移驱动器（GMA）的结构和工作原理的基础上,重点研究了GMA的驱动磁场特性,通过有限元方法分析建立了GMA二维非线性磁场模型,并借助ANSYS软件成功获得GMA的磁场分布,且有效预估了GMA的工作性能参数。
吴猛[7]（2009）在《超磁致压电混合精密驱动机构及其控制技术研究》文中研究说明超磁致压电混合精密驱动器是一种以超磁致伸缩致动器为位移驱动单元,以压电叠堆结合柔性铰链为钳位单元,利用尺蠖运动机理来实现步进精密驱动的机构。本文从基础理论、结构设计、实验测试及相关控制技术几方面进行了系统的研究。在分析超磁致伸缩材料工作特性和驱动原理的基础上,综合考虑了与驱动相关的各种影响因素,提出了超磁致伸缩致动器的设计方法。提出了超磁致压电混合驱动器的运动机构、钳位机构及平行导轨的整体结构设计方法。在分析步进控制的基础上,研究了钳位机构和运动机构逻辑电平控制关系,并以此为依据,设计了时序控制发生器电路。设计了一种输出范围为0～2.048A,步进电流值为0.5mA数控恒流电源。采用闭环电流调整方式提高输出电流的精度和稳定性。首次将自抗扰控制器技术引入到超磁致伸缩致动器控制中。基于算法中多个参数需要整定的问题,提出了一种全新的基于参数变换的参数整定方法。只需借鉴参考对象的自抗扰参数,利用参数对应关系公式,即可快速获取一类对象的自抗扰控制器参数。构建了位移控制闭环系统,采用计算机对系统的各个环节进行监控,实时根据位置偏差进行下一步调控。实验结果表明,所设计的超磁致压电混合精密驱动器能实现大步距、高精度的驱动要求;在自抗扰控制的调节下,增强了系统的抗干扰性和鲁棒性,控制效果好。
王威[8]（2009）在《高稳定性超磁致伸缩微位移执行器研究》文中研究表明微驱动技术和精密定位技术是实现精密和超精密加工的基础条件,也是现代信息制造技术发展中的关键技术之一。传统的微位移驱动系统,如压电陶瓷驱动器,位移输出小、输出力小、工作电压高、电绝缘要求高,限制了更广泛的应用。利用超磁致伸缩材料制成的超磁致伸缩微位移执行器具有应变大、输出力大、快速响应、纳米分辨力等优点在微位移执行器领域显示出极其广阔的应用前景。然而超磁致伸缩材料本身的强非线性,受外部环境影响大,使制成的执行器开环工作精度低。因此,高稳定性的超磁致伸缩微位移执行器的研制和应用,具有十分重大的意义。本课题设计的超磁致伸缩微位移执行器总体包括:执行器主体、电压控制恒流源、水冷却系统、温度和磁感应强度传感系统、基于ARM7的主控制电路。本课题的研究目的是通过改进超磁致伸缩微位移执行器各部件设计,从而提高输出位移的开环工作性能,最终促进高性能超磁致伸缩微位移执行器的研制。本文首先从超磁致伸缩工作机理出发,分析了超磁致伸缩原理中磁场强度、磁感应强度、应变、应力和温度之间的相互关系,确定了影响超磁致伸缩微位移执行器开环工作性能的几方面因素;在分析普通空心圆柱线圈的磁场分布基础上,分析一种高均匀性激励磁场的线圈结构,通过数值计算,对改进前后的线圈空间磁场分布进行了仿真分析;为有效的抑制执行器工作过程中线圈发热引起的超磁致伸缩材料工作温度升高,提出一种改良设计的水冷却系统,对此水冷却系统进行了理论分析,为闭环温度控制提供理论基础;设计了一种弹簧钢材料制作的弹性膜片作为执行器应变输出机构,并对其进行应力、应变分析;介绍了超磁致伸缩微位移执行器系统其余各部分设计。最后,本文对执行器改进设计部分进行了实验分析。包括验证设计的激磁线圈对磁场均匀性的提高;验证水冷却系统对超磁致伸缩材料工作温升的抑制;实验分析改进设计前后超磁致伸缩微位移执行器输出位移重复性、位移蠕变等性能的改善。
马志新,周志平[9]（2009）在《基于超磁致伸缩材料微位移驱动器的原理及实验研究》文中进行了进一步梳理文章分析了超磁致伸缩材料的特性和驱动原理,在此基础上自行研制了超磁致伸缩微位移驱动器,并设计了测控系统。经实验获得该驱动器偏置电流、预压力和静态位移输出等性能参数,结果表明驱动器性能达到精密定位控制的要求,为研制精密加工部件奠定基础。
王晓煜[10]（2007）在《超磁致伸缩微位移执行器的系统建模与控制方法研究》文中指出超磁致伸缩材料（GMM）作为一种极有发展前途的智能材料，依靠其大磁致伸缩系数，高磁机耦合效率，极快的响应速度，以及驱动容易，结构性能优良等显着的优点，在执行器领域显示出极其广阔的应用前景。但GMM本身的强非线性，受外部环境影响，及制成的器件开环精度低等问题是影响超磁致伸缩材料器件工程应用的技术瓶颈。本论文以超磁致伸缩微位移执行器在精密、超精密领域的应用为背景，以超磁致伸缩微位移执行器的系统计算，仿真，建模及控制为主要研究内容，旨在揭示GMM制成器件本身及受工作条件影响的非线性规律，建立超磁致伸缩微位移执行器的控制模型，研究执行器的精确控制问题。为超磁致伸缩微位移执行器在精密超精密领域的应用提供理论基础。论文针对GMM的特性，分析了外部应力、磁场、磁机耦合、温度等因素对超磁致伸缩材料特性的影响。给出了GMM执行器应用中相关的力学，磁学及热学系统的解析计算方法，并利用有限元分析方法对实验室开发的超磁致伸缩微位移执行器的预紧机构力学特性、模态特性及执行器永磁磁路和电磁磁路进行了有限元模拟。为超磁致伸缩微位移执行器的分析，建模与控制提供理论基础。针对超磁致伸缩微位移执行器的磁特性，从研究GMM的磁化过程入手，对超磁致伸缩微位移执行器的动力学参数及磁化参数进行辨识，建立受外部应力影响的磁化模型。根据JILES等提出的铁磁磁滞模型和磁机效应理论，结合能量守恒的观点，经过对JILES模型的推导变换，采用最小二乘辨识方法，提出了一种简便的辨识磁化参数和动力学参数的方法。考虑外部压应力对超磁致伸缩微位移执行器的影响，引用均质能量场模型和磁机耦合理论，利用磁机耦合理论中求取的平均磁化强度作为均质能量场模型中的磁滞算子，并引入应力对矫顽场密度函数及交互场密度函数的影响，建立了超磁致伸缩微位移执行器应力耦合磁化模型。并计算了求逆算法与模型的误差。模型能较好的反应系统受应力影响的磁化过程。针对超磁致伸缩微位移执行器的动力学特性和电学特性，从研究超磁致伸缩微位移执行器系统特性的角度出发，以动力学角度和机电能量转换角度分别建立了执行器的系统模型。将GMM棒作为粘弹性杆连续系统，将GMM棒在磁场驱动下产生的应变等效为磁-机械转换等效力，建立了执行器系统的一维波动方程，并采用有限元解法求解。建立的动力学模型与实验值吻合的较好。应用线性压磁方程，机电换能方程和阻抗分析理论建立超磁致伸缩微位移执行器的矢量阻抗分析模型。模型中将执行器系统的矢量阻抗分为机械导纳和电气阻抗两部分，在机械导纳中引入负载影响，将压磁系数定义为复常数，模拟磁滞效应；在电气阻抗中，通过在求解的超磁致伸缩材料内部磁场引入涡流影响项来模拟系统的非线性特性；两部分之和得出超磁致伸缩微位移执行器系统的矢量阻抗。从模型计算与实验结果比较，模型能够较好的描述系统电特性。针对超磁致伸缩微位移执行器的轨迹追踪控制问题，分别建立了应用于线性近似系统的PID控制律和非线性近似系统的自适应离散滑模变结构控制律，并进行了控制策略的仿真研究。利用系统辨识方法建立了线性近似系统，并应用Ziegler-Nichols方法和SRS（Step Response Specification）模块分别整定了PID控制参数。利用指数趋近率，使控制系统的抖振幅度正比于切换函数，设计了自适应离散滑模变结构控制律，采用模型参考前馈逆补偿的方法，应用均质能量场模型和粘弹性分布参数系统模型模拟磁化过程和动力学过程，对执行器实施离散滑模变结构控制。两种控制策略都得到了较好的轨迹追踪仿真结果。搭建了xPC Target系统的实时控制软硬件平台，并应用此实验平台对GMM执行器进行了PID控制策略和离散滑模变结构控制策略的实时控制实验。在实时控制实验中，整定了PID控制器参数和离散滑模控制器参数，测试了两种控制方法下超磁致伸缩微位移执行器对方波信号，正弦信号和混合信号的轨迹追踪效果，总结了两种控制方法各自的优缺点。实验表明，PID控制器具有较好的方波信号追踪精度，适用于低成本的静态、准静态的精确定位与进给场合。离散滑模变结构控制的控制精度远好于PID控制，适合于高精度的实时控制应用。
二、磁致伸缩微动驱动器的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、磁致伸缩微动驱动器的研制（论文提纲范文）
（1）基于GMM的盘式制动器结构设计与多场耦合分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 超磁致伸缩材料特性及应用 |
| 1.2.1 磁致伸缩机理及基本特性 |
| 1.2.2 超磁致伸缩材料的应用 |
| 1.3 磁致伸缩驱动器的国内外研究现状 |
| 1.3.1 磁致伸缩驱动器的国外研究现状 |
| 1.3.2 磁致伸缩驱动器的国内研究现状 |
| 1.4 论文的研究意义与结构 |
| 1.4.1 论文的研究意义 |
| 1.4.2 论文的结构 |
| 第二章 基于GMM的盘式制动器设计与计算 |
| 2.1 基于GMM的盘式制动器工作原理 |
| 2.2 盘式制动器设计 |
| 2.2.1 所需制动力、制动力矩计算 |
| 2.2.2 盘式制动器摩擦副主要参数设计 |
| 2.3 磁致伸缩驱动器设计 |
| 2.3.1 GMM棒的设计 |
| 2.3.2 驱动磁场设计 |
| 2.3.3 偏置磁场设计 |
| 2.3.4 预压力装置设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多场耦合模型与有限元分析 |
| 3.1 理论基础 |
| 3.1.1 接触分析理论 |
| 3.1.2 摩擦制动生热理论 |
| 3.1.3 摩擦制动生热理论 |
| 3.1.4 热传导理论 |
| 3.2 热-机耦合求解方法 |
| 3.3 热-机耦合分析的有限元方法 |
| 3.4 瞬态热分析有限元方法 |
| 3.5 COMSOL仿真与分析 |
| 3.5.1 基本假设 |
| 3.5.2 建立三维模型进行网格划分 |
| 3.5.3 边界条件设置 |
| 3.5.4 紧急制动工况结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 盘式制动器制动性能优化 |
| 4.1 优化数学模型的建立 |
| 4.1.1 设计变量 |
| 4.1.2 目标函数 |
| 4.1.3 约束条件 |
| 4.2 选取优化算法 |
| 4.2.1 遗传算法基本原理 |
| 4.3 优化结果的分析及验证 |
| 4.3.1 制动力矩优化前后对比 |
| 4.3.2 温度应力优化前后对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 进一步工作与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）基于逆磁致效应的超磁致伸缩微驱动方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 超磁致伸缩材料的发展与应用 |
| 1.3 磁致伸缩微位移执行器发展与应用 |
| 1.4 自感知超磁致伸缩微位移执行器 |
| 1.4.1 自感知执行器的概念 |
| 1.4.2 自感知磁致伸缩执行器国内外研究现状 |
| 1.5 课题来源与研究内容 |
| 第2章 超磁致伸缩材料正逆效应及特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁致伸缩现象机理 |
| 2.3 磁致伸缩自感知机理 |
| 2.4 超磁致伸缩材料的特性 |
| 2.4.1 基本物理特性 |
| 2.4.2 温度影响 |
| 2.4.3 预压应力影响 |
| 2.4.4 滞回现象 |
| 2.4.5 倍频效应 |
| 2.4.6 △E 效应 |
| 2.4.7 其他特性 |
| 2.5 影响磁致伸缩逆效应性能的主要因素 |
| 2.5.1 预压应力的影响 |
| 2.5.2 偏置磁场的影响 |
| 2.5.3 其他因素影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 直动型磁致伸缩执行器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 直动型GMA 系统的总体结构 |
| 3.3 高均匀磁场的激磁线圈设计 |
| 3.3.1 轴对称空心圆柱线圈的磁场模型 |
| 3.3.2 轴对称空心圆柱线圈空间磁感应强度分布仿真 |
| 3.3.3 Helmholtz 型补偿线圈设计 |
| 3.4 冷却系统设计 |
| 3.5 应变输出机构 |
| 3.6 传感电路设计 |
| 3.6.1 温度传感 |
| 3.6.2 磁感应强度传感 |
| 3.7 程控恒流源 |
| 3.8 主控电路设计 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 磁致伸缩逆效应及GMA 自感知方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁致伸缩逆效应及压磁方程 |
| 4.2.1 磁致伸缩逆效应概述 |
| 4.2.2 压磁效应边界条件及方程 |
| 4.3 基于电桥电路的自感知方法研究 |
| 4.4 外加探测线圈的力感知方法研究 |
| 4.5 基于观测器的自感知GMA 方法与实验研究 |
| 4.5.1 基本原理 |
| 4.5.2 观测器参数测定与输出仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 系统整体测试与自感知实验分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传感器的标定实验 |
| 5.2.1 自制温度传感器 |
| 5.2.2 自制霍尔传感器 |
| 5.3 激磁线圈磁场均匀性测试实验 |
| 5.4 水冷机构控温实验 |
| 5.5 执行器位移输出实验 |
| 5.5.1 输出位移的特性 |
| 5.5.2 固定位置的蠕变实验 |
| 5.5.3 输出位移重复性实验 |
| 5.5.4 输出位移分辨力实验 |
| 5.6 基于观测器法的力感知实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）超磁致伸缩微位移系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题提出的研究背景及意义 |
| 1.1.1 微位移系统的研究背景 |
| 1.1.2 微位移系统的研究意义 |
| 1.2 超磁致伸缩材料及其特点 |
| 1.2.1 超磁致伸缩材料研究概况 |
| 1.2.2 超磁致伸缩材料的性能优势 |
| 1.2.3 超磁致伸缩材料的应用基础 |
| 1.3 超磁致伸缩驱动器的研究现状 |
| 1.3.1 国外关于超磁致伸缩驱动器的研究 |
| 1.3.2 国内关于超磁致伸缩驱动器的研究 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 超磁致伸缩材料磁特性测试及分析 |
| 2.1 磁致伸缩现象机理 |
| 2.1.1 磁致伸缩现象描述 |
| 2.1.2 磁致伸缩工作机理分析 |
| 2.2 磁特性测试仪的设计 |
| 2.3 超磁致伸缩材料性能参数的测定 |
| 2.3.1 磁致伸缩系数λ的测定 |
| 2.3.2 轴向机电耦合系数k_(33) 的测定 |
| 2.3.3 动态磁致伸缩系数d_(33) 的测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超磁致伸缩微位移驱动器的设计与制作 |
| 3.1 超磁致伸缩微位移驱动器的设计概述 |
| 3.1.1 应用背景及设计要求 |
| 3.1.2 超磁致伸缩微位移驱动器机械结构的设计 |
| 3.2 超磁致伸缩微位移驱动器的设计 |
| 3.2.1 驱动器的结构和工作原理 |
| 3.2.2 驱动器的具体部件设计 |
| 3.3 超磁致伸缩微位移驱动器样机制作 |
| 3.4 超磁致伸缩驱动器特性实验及分析 |
| 3.4.1 驱动器预压应力—输出位移关系 |
| 3.4.2 负载对驱动器输出位移的影响 |
| 3.4.3 驱动器的电流—输出位移的滞回特性 |
| 3.5 超磁致伸缩驱动器的控制技术 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超磁致伸缩驱动器动态建模及仿真 |
| 4.1 超磁致伸缩材料控制模型 |
| 4.1.1 电流强度模型 |
| 4.1.2 磁场控制模型 |
| 4.2 驱动器的动态模型 |
| 4.2.1 模型建立的子系统 |
| 4.2.2 驱动器的数学模型 |
| 4.3 驱动器模型的仿真分析 |
| 4.4 数控恒流源的传递模型 |
| 4.5 超磁致伸缩微位移系统模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 微位移系统控制调节方法研究及其实现 |
| 5.1 微位移系统的控制方案 |
| 5.1.1 微位移系统总体设计 |
| 5.1.2 微位移系统的PID 控制实现方法 |
| 5.2 PID 控制器原理及方法 |
| 5.2.1 基本PID 控制算法 |
| 5.2.2 PID 控制实验及实验结果分析 |
| 5.3 Smith-模糊PID 控制策略 |
| 5.3.1 Smith-模糊PID 控制器的设计 |
| 5.3.2 仿真分析 |
| 5.4 微位移系统实验研究 |
| 5.5 误差分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）超磁致伸缩微致动器若干基础理论及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 超磁致伸缩材料的历史发展 |
| 1.1.2 超磁致伸缩材料的性能及特性 |
| 1.1.3 超磁致伸缩材料的应用 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 超磁致伸缩微致动器数学模型的研究现状 |
| 1.2.2 超磁致伸缩材料内部磁场研究现状 |
| 1.2.3 超磁致伸缩材料本构关系模型的研究现状 |
| 1.3 选题意义和主要内容 |
| 1.3.1 选题意义 |
| 1.3.2 本文的主要内容 |
| 第2章 超磁致伸缩微致动器实验分析 |
| 2.1 实验原理 |
| 2.1.1 GMM的工作原理 |
| 2.1.2 轴对称结构内部磁场分析 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 超磁致伸缩非圆截面车削加工刀架 |
| 2.2.2 刀架结构分析 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 预压应力对磁致伸缩值的影响 |
| 2.3.2 激励电流、磁场强度与材料轴向位置之间的关系 |
| 2.3.3 时域分析 |
| 2.3.4 频域分析 |
| 2.3.5 电流与位移关系 |
| 2.4 结论 |
| 第3章 超磁致伸缩微致动器动力学特性分析 |
| 3.1 超磁致伸缩微致动器动力学模型 |
| 3.2 超磁致伸缩微致动器磁场与激励电流关系分析 |
| 3.3 微致动器的动力学分析 |
| 3.3.1 系统的时域及滞回特性分析 |
| 3.3.2 参数对系统运动特性的影响 |
| 3.3.3 公式修正 |
| 3.3.4 解析解分析 |
| 3.3.5 解析解数值模拟及参数讨论 |
| 3.4 结论 |
| 第4章 超磁致伸缩微致动器耦合磁弹性模型特性分析 |
| 4.1 超磁致伸缩微致动器耦合磁弹性模型的建立 |
| 4.2 模型振动特性的理论分析 |
| 4.2.1 理论解计算 |
| 4.2.2 无负载情况 |
| 4.3 结果仿真 |
| 4.3.1 微致动器的时域与频域分析 |
| 4.3.2 微致动器输出位移的滞回特性 |
| 4.3.3 偏置磁场对微致动器系统的影响 |
| 4.4 微致动器的数值计算 |
| 4.4.1 差分方法简介 |
| 4.4.2 差分求解 |
| 4.4.3 结论分析 |
| 4.5 解析解与数值解结论比较 |
| 4.6 结论 |
| 第5章 超磁致伸缩材料内部磁场模型特性分析 |
| 5.1 超磁致伸缩材料内部磁场分布 |
| 5.1.1 Maxwell's方程 |
| 5.1.2 材料内部磁场分布微分方程 |
| 5.2 内部磁场分布理论计算 |
| 5.3 数值模拟 |
| 5.3.1 内部磁场分布 |
| 5.3.2 参数影响 |
| 5.4 三维磁场分布 |
| 5.4.1 模型建立及求解 |
| 5.4.2 数值仿真 |
| 5.5 结论 |
| 第6章 超磁致伸缩微致动器振动响应的温度影响 |
| 6.1 温度影响实验 |
| 6.2 考虑温度及材料弹性模量变化时的动力学模型分析 |
| 6.2.1 模型建立 |
| 6.2.2 数值模拟 |
| 6.2.3 参数影响 |
| 6.3 不考虑弹性模量变化影响 |
| 6.3.1 模型建立 |
| 6.3.2 数值模拟 |
| 6.3.3 与考虑弹性模量变化情况的比较 |
| 6.4 温度动态变化影响分析 |
| 6.4.1 无冷却循环时的稳态热分析 |
| 6.4.2 GMM棒的温升与时间关系分析 |
| 6.4.3 考虑动态温度影响超磁致伸缩微致动器动力学模型 |
| 6.5 微致动器位移模糊PID控制器的设计 |
| 6.5.1 PID控制器 |
| 6.5.2 模糊PID控制器 |
| 6.5.3 仿真研究 |
| 6.6 结论 |
| 第7章 超磁致伸缩微致动器颤振问题的稳定性及控制 |
| 7.1 模型建立 |
| 7.1.1 切削颤振 |
| 7.1.2 超磁致伸缩微致动器颤振系统动力学模型 |
| 7.2 稳定性分析 |
| 7.2.1 第一次近似稳定性定理 |
| 7.2.2 特征方程计算 |
| 7.3 数值分析 |
| 7.4 刚性刀架情况 |
| 7.5 颤振系统的控制 |
| 7.5.1 自适应反馈控制 |
| 7.5.2 超磁致伸缩致动器颤振系统的控制 |
| 7.5.3 数值仿真 |
| 7.6 结论 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和科研情况 |
（5）稀土超磁致伸缩驱动微动夹钳研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的背景 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.3 本课题来源 |
| 1.4 本课题研究意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 磁致伸缩式微动夹钳的应用前景 |
| 1.4.2 本课题的研究意义 |
| 1.4.3 本课题主要研究内容 |
| 第2章 超磁致伸缩材料及效应 |
| 2.1 超磁致伸缩材料的性能概述 |
| 2.1.1 磁致伸缩现象简述 |
| 2.1.2 磁致伸缩材料 |
| 2.2 超磁致伸缩材料的应用 |
| 第3章 磁致伸缩式微动夹钳的结构设计 |
| 3.1 磁致伸缩式微动夹钳的工作原理 |
| 3.2 磁致伸缩式微动夹钳的设计 |
| 3.2.1 超磁致伸缩棒的选购 |
| 3.2.2 钳体的结构设计 |
| 3.3 微夹钳位移-电流模型 |
| 3.4 柔性铰链的设计 |
| 3.4.1 柔性铰链转角刚度计算 |
| 3.4.2 柔性铰链的计算 |
| 3.4.3 微夹钳钳口位移 |
| 第4章 磁致伸缩式微动夹钳的的磁路设计及优化 |
| 4.1 磁致伸缩式微动夹钳等效磁路 |
| 4.2 电磁线圈设计 |
| 第5章 基于ANSYS的微夹钳电磁场及受力分析 |
| 5.1 有限元分析软件ANSYS概况 |
| 5.2 ANSYS软件的磁场分析理论 |
| 5.3 超磁伸缩徽夹钳的磁场分析 |
| 5.4 超磁致伸缩微央钳的动力分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 超磁致伸缩微夹钳实验特性测试 |
| 6.1 实验平台的搭建 |
| 6.2 实验数据的采集 |
| 6.3 结论 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）超磁致压电混合精密驱动机构及其控制技术研究（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超磁致伸缩材料研究发展 |
| 1.2.1 超磁致伸缩材料国外研究进展 |
| 1.2.2 超磁致伸缩材料国内研究进展 |
| 1.3 超磁致伸缩致动器分类及研究现状 |
| 1.3.1 直接驱动型超磁致伸缩致动器 |
| 1.3.2 薄膜型超磁致伸缩致动器 |
| 1.3.3 位移（力）放大型超磁致伸缩致动器 |
| 1.3.4 步进型超磁致伸缩致动器 |
| 1.4 超磁致伸缩致动器控制策略研究现状 |
| 1.5 超磁致压电混合精密驱动器研究意义 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 超磁致伸缩材料特性及致动器设计技术 |
| 2.1 超磁致伸缩效应与超磁致伸缩材料 |
| 2.1.1 磁致伸缩效应 |
| 2.1.2 磁致伸缩效应的来源 |
| 2.1.3 超磁致伸缩材料的性能特点 |
| 2.2 超磁致伸缩棒工作原理 |
| 2.3 超磁致伸缩材料工作特性 |
| 2.3.1 磁致伸缩特性 |
| 2.3.2 机电耦合特性 |
| 2.3.3 动态特性 |
| 2.3.4 压应力特性 |
| 2.3.5 温度特性 |
| 2.3.6 △E 效应 |
| 2.4 超磁致伸缩致动器磁路设计理论与研究 |
| 2.4.1 致动器磁路分析与设计 |
| 2.4.2 GMA 偏置磁场 |
| 2.4.3 GMA 驱动磁场 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超磁致压电混合精密驱动器结构设计与分析 |
| 3.1 驱动器的机构及运动原理 |
| 3.2 超磁致伸缩致动器系统设计与分析 |
| 3.3 压电钳位机构设计与分析 |
| 3.3.1 压电叠堆工作原理 |
| 3.3.2 压电叠堆特性分析 |
| 3.3.3 柔性铰链 |
| 3.3.4 钳位机构设计及分析 |
| 3.3.5 导轨作用分析 |
| 3.4 混合精密驱动器整体结构定型及运动模式分析 |
| 3.4.1 混合精密驱动器整体机构定型 |
| 3.4.2 机械运动过程及控制方式 |
| 3.5 驱动过程动力学模型研究 |
| 3.6 混合驱动器实验研究 |
| 3.6.1 钳位特性分析 |
| 3.6.2 超磁致伸缩致动器驱动特性分析 |
| 3.6.3 混合驱动器动器驱动特性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 超磁致压电混合精密驱动系统研制 |
| 4.1 超磁致伸缩致动器电源设计 |
| 4.1.1 超磁致伸缩致动器驱动特点及电源要求 |
| 4.1.2 超磁致伸缩致动器驱动电源方案选择 |
| 4.1.3 超磁致伸缩致动器驱动电源硬件设计 |
| 4.1.4 超磁致伸缩致动器驱动电源软件设计 |
| 4.1.5 超磁致伸缩致动器驱动电源性能分析 |
| 4.2 混合驱动器运动驱动系统研制 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 超磁致压电混合精密驱动器建模与控制策略研究 |
| 5.1 超磁致伸缩致动器系统数学模型分析 |
| 5.1.1 致动器系统数学模型 |
| 5.1.2 致动器数学模型 |
| 5.1.3 数控恒流源数学模型 |
| 5.2 控制策略研究 |
| 5.2.1 控制变量选择 |
| 5.2.2 控制方法研究与选择 |
| 5.3 自抗扰控制技术研究 |
| 5.3.1 从跟踪微分器到过渡过程发生器 |
| 5.3.2 非线性反馈效应 |
| 5.3.3 扩张状态观测器 |
| 5.4 自抗扰控制器及其应用 |
| 5.4.1 自抗扰控制器结构 |
| 5.4.2 自抗扰控制器算法 |
| 5.4.3 自抗扰控制器特点 |
| 5.4.4 去掉积分作用的分析 |
| 5.4.5 自抗扰控制技术应用 |
| 5.5 超磁致伸缩致动器自抗扰控制器研究与设计 |
| 5.5.1 超磁致伸缩致动器ADRC 构建 |
| 5.5.2 ADRC 参数整定研究与分析 |
| 5.5.3 超磁致伸缩致动器ADRC 控制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 超磁致压电混合精密驱动器控制系统 |
| 6.1 控制系统构建 |
| 6.1.1 致动器控制系统构建 |
| 6.1.2 混合驱动器控制系统构建 |
| 6.1.3 混合驱动器控制系统设备 |
| 6.2 控制方法研究 |
| 6.2.1 控制时序关系 |
| 6.2.2 驱动器输出位移控制方法 |
| 6.3 系统上位机控制软件开发 |
| 6.3.1 系统控制管理软件设计 |
| 6.3.2 自抗扰控制器程序设计 |
| 6.3.3 通讯系统 |
| 6.4 无线控制系统构建 |
| 6.5 控制系统实验与分析 |
| 6.5.1 控制系统实验研究 |
| 6.5.2 驱动器位移闭环控制系统误差分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 本文主要研究工作及结论 |
| 7.2 本文的创造性工作 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目情况 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 致谢 |
（8）高稳定性超磁致伸缩微位移执行器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 超磁致伸缩微位移执行器的研究与应用现状 |
| 1.2.1 超磁致伸缩材料 |
| 1.2.2 超磁致伸缩微位移执行器 |
| 1.2.3 影响执行器工作性能的几方面因素 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 超磁致伸缩材料工作机理及特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁致伸缩现象及其工作机理 |
| 2.3 超磁致伸缩材料的特性 |
| 2.3.1 磁-机耦合模型 |
| 2.3.2 静态特性 |
| 2.3.3 动态特性 |
| 2.4 高稳定性超磁致伸缩微位移执行器总体设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高均匀性激励磁场设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴对称空心圆柱线圈空间磁场分布模型 |
| 3.2.1 Biot-Savant定律 |
| 3.2.2 空心圆柱线圈磁场模型 |
| 3.2.3 基于Romberg法的数值解析 |
| 3.2.4 空心圆柱型线圈磁场强度空间分布 |
| 3.3 基于赫姆霍茨型的高均匀性磁场设计 |
| 3.3.1 赫姆霍茨型补偿原理 |
| 3.3.2 补偿前后磁场分布分析 |
| 3.3.3 基于赫姆霍茨型补偿线圈设计方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 水冷却系统模型及执行器系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水冷却系统设计 |
| 4.2.1 水循环机构设计 |
| 4.2.2 水冷却系统模型 |
| 4.3 执行器主体机械结构 |
| 4.4 压控恒流源 |
| 4.5 温度及磁感应强度传感 |
| 4.6 主控电路 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 系统各部分实验及分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 测量系统的标定实验 |
| 5.2.1 温度传感器标定实验 |
| 5.2.2 霍尔传感器标定实验 |
| 5.3 基于赫姆霍茨型激磁线圈测试实验 |
| 5.4 执行器系统温度实验 |
| 5.5 执行器位移实验 |
| 5.5.1 输出位移的特性 |
| 5.5.2 输出位移重复性实验 |
| 5.5.3 固定位置的蠕变实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）基于超磁致伸缩材料微位移驱动器的原理及实验研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 超磁致伸缩材料驱动器的结构与工作原理 |
| 1.1 超磁致伸缩材料的磁—机本构方程 |
| 1.2 驱动器结构设计及工作原理 |
| 2 驱动器实验研究 |
| 2.1 测控系统的组成 |
| 2.2 实验结果与分析 |
| 2.2.1 无偏置、无预压条件下的激励电流与输出位移的关系在无偏置、无预压条件下, 超磁致伸缩微位移驱动器激 |
| 2.2.2 电流-磁场关系分析 |
| 2.2.3 预压力-输出位移关系分析 |
| 2.2.4 驱动器温度特性实验 |
| 2.2.5 磁滞特性测试 |
| 3 结论 |
（10）超磁致伸缩微位移执行器的系统建模与控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的科学依据 |
| 1.1.1 课题的提出 |
| 1.1.2 课题的来源 |
| 1.1.3 课题的研究背景 |
| 1.2 超磁致伸缩材料(GMM) |
| 1.3 GMM的磁学模型 |
| 1.3.1 电磁学模型 |
| 1.3.2 磁化模型 |
| 1.3.3 磁-机械转换模型 |
| 1.3.4 电-机械模型 |
| 1.4 GMM应用 |
| 1.4.1 执行器应用 |
| 1.4.2 传感器应用 |
| 1.5 GMM执行器模型及控制策略研究 |
| 1.5.1 执行器的系统模型 |
| 1.5.2 执行器的控制策略 |
| 1.6 本课题研究的目的与意义 |
| 1.7 论文的研究内容 |
| 2 超磁致伸缩微位移执行器各组件系统的计算与分析 |
| 2.1 影响GMM性能的因素 |
| 2.1.1 应力影响 |
| 2.1.2 磁场影响 |
| 2.1.3 应力与磁场的耦合 |
| 2.1.4 温度影响 |
| 2.1.5 其他操作效应 |
| 2.2 超磁致伸缩微位移执行器的设计 |
| 2.3 超磁致伸缩微位移执行器机械系统计算 |
| 2.4 超磁致伸缩微位移执行器磁系统计算 |
| 2.4.1 永磁磁路计算 |
| 2.4.2 电磁磁路计算 |
| 2.5 超磁致伸缩微位移执行器冷却系统计算 |
| 2.6 超磁致伸缩微位移执行器的有限元分析 |
| 2.6.1 执行器的预紧机构有限元分析 |
| 2.6.2 预紧机构模态分析 |
| 2.6.3 执行器的偏置磁场有限元分析 |
| 2.6.4 电磁场有限元分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 超磁致伸缩微位移执行器的磁化模型研究 |
| 3.1 Jiles-Atherton模型 |
| 3.2 J-A模型的参数辨识方法 |
| 3.2.1 根据能量方程的参数辨识 |
| 3.2.2 受磁机效应影响的非磁滞磁化曲线方程的磁参数辨识 |
| 3.2.3 根据铁磁磁滞理论的参数辨识 |
| 3.3 试验数据与辨识结果 |
| 3.3.1 试验方案及数据采集 |
| 3.3.2 试验步骤及试验数据 |
| 3.3.3 试验数据处理及辨识结果 |
| 3.4 耦合外部应力的均质能量场模型 |
| 3.4.1 Preisach算子 |
| 3.4.2 均质能量场模型 |
| 3.4.3 耦合外部应力的磁机模型 |
| 3.5 应力耦合磁化模型的离散化及求逆算法 |
| 3.5.1 磁化模型的离散化 |
| 3.5.2 离散磁化模型的求逆算法 |
| 3.5.3 数值仿真模拟实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 超磁致伸缩微位移执行器的系统模型研究 |
| 4.1 超磁致伸缩微位移执行器的结构动力学分析 |
| 4.1.1 振动方程的建立 |
| 4.1.2 执行器系统的初、边值条件 |
| 4.2 模型的有限元数值模拟 |
| 4.3 动力学计算模型验证 |
| 4.4 超磁致伸缩微位移执行器的矢量阻抗分析模型研究 |
| 4.4.1 线性压磁方程 |
| 4.4.2 机电换能方程 |
| 4.4.3 速度阻抗 |
| 4.5 超磁致伸缩微位移执行器的负载矢量阻抗模型 |
| 4.5.1 机械导纳 |
| 4.5.2 电气阻抗 |
| 4.6 负载矢量阻抗模型实验结果与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 超磁致伸缩微位移执行器的控制策略研究 |
| 5.1 基于系统辨识模型的离线优化PID控制器仿真设计 |
| 5.1.1 超磁致伸缩微位移执行器系统的辨识 |
| 5.1.2 模型分析 |
| 5.1.3 串联PID补偿器参数整定 |
| 5.1.4 PID控制器参数的闭环优化 |
| 5.1.5 两组PID控制参数比较 |
| 5.2 超磁致伸缩微位移执行器的滑模变结构控制 |
| 5.2.1 超磁致伸缩微位移执行器的控制模型 |
| 5.2.2 超磁致伸缩微位移执行器的自适应离散滑模变结构控制 |
| 5.2.3 控制仿真实例 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 超磁致伸缩微位移执行器的实时控制实验研究 |
| 6.1 实时控制系统实验平台 |
| 6.1.1 xPC target系统 |
| 6.1.2 实验系统的实时性 |
| 6.2 超磁致伸缩微位移执行器实时控制实验系统搭建 |
| 6.2.1 实验系统的硬件配置 |
| 6.2.2 实验系统测控精度 |
| 6.2.3 驱动程序编写 |
| 6.2.4 控制实验过程 |
| 6.3 PID实时控制实验 |
| 6.3.1 PID参数调节 |
| 6.3.2 PID控制的方波响应 |
| 6.3.3 PID控制的方波响应与正弦激励的混合轨迹追踪 |
| 6.4 滑模变结构实时控制实验 |
| 6.4.1 离散滑模变结构控制参数的设定 |
| 6.4.2 滑模控制的方波轨迹追踪 |
| 6.4.3 滑模控制的正弦信号轨迹追踪 |
| 6.4.4 混合信号轨迹追踪 |
| 6.5 PID控制系统与滑模变结构控制系统对比 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 创新点摘要 |
| 部分实物照片 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、磁致伸缩微动驱动器的研制（论文参考文献）
- [1]基于GMM的盘式制动器结构设计与多场耦合分析研究[D]. 周向峰. 南昌工程学院, 2019(07)
- [2]基于逆磁致效应的超磁致伸缩微驱动方法研究[D]. 宋永刚. 哈尔滨工业大学, 2011(05)
- [3]超磁致伸缩微位移系统的研究[D]. 杨申. 沈阳理工大学, 2011(12)
- [4]超磁致伸缩微致动器若干基础理论及实验研究[D]. 李东. 东北大学, 2010(07)
- [5]稀土超磁致伸缩驱动微动夹钳研究[D]. 习俊梅. 南昌大学, 2010(02)
- [6]超磁致伸缩微位移驱动器设计及磁场有限元分析[J]. 马志新,周志平. 机械制造与自动化, 2010(04)
- [7]超磁致压电混合精密驱动机构及其控制技术研究[D]. 吴猛. 吉林大学, 2009(08)
- [8]高稳定性超磁致伸缩微位移执行器研究[D]. 王威. 哈尔滨工业大学, 2009(S2)
- [9]基于超磁致伸缩材料微位移驱动器的原理及实验研究[J]. 马志新,周志平. 现代机械, 2009(02)
- [10]超磁致伸缩微位移执行器的系统建模与控制方法研究[D]. 王晓煜. 大连理工大学, 2007(05)