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《伺服閥用超磁致伸縮電機轉(zhuǎn)換器控制技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonthecontroltechnologyofGiantMagnetostrictiveActuatorforServoValveAThesisinMechanicalEngineeringByXuHongxiangAdvisedbyProf.ZhuYuchuanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfo
2、rtheDegreeofMasterofEngineeringJanuary，2013承諾書本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學位論文的研究成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人授權(quán)南京航空航天大學可以有權(quán)保留送交論文的復印件，允許論文被查閱和借閱,可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。(保密的學位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名：日期：南京航空航天大學碩士學
3、位論文摘要近年來，國內(nèi)外眾多學者對新型功能材料在電液伺服閥領(lǐng)域的應用開展了相關(guān)研究，特別是以超磁致伸縮材料（GiantMagnetostrictiveMaterial，簡寫為GMM）為基礎的新型電-機轉(zhuǎn)換器的研制與開發(fā)，為從根本上提高電液伺服閥流量、頻響等性能指標開拓了思路、注入了活力。然而就現(xiàn)階段而言，由于GMM內(nèi)部復雜的本征非線性與磁滯特性，使得GMM及其電-機轉(zhuǎn)換器的實際應用中存在輸出位移或力滯回性強、非線性嚴重、定位精度不高等一些關(guān)鍵技術(shù)難題亟需突破，本文以超磁致伸縮電-機轉(zhuǎn)換器（GiantMagnetostrictiveActuator，簡稱GMA）在電液伺服領(lǐng)域的應用為
4、背景，著重對GMA的磁滯非線性建模及其控制技術(shù)展開研究。在GMA磁滯非線性建模技術(shù)方面，在詳細分析GMA結(jié)構(gòu)組成和工作原理的基礎上，運用Preisach和Prandtl-Ishlinskii磁滯理論分別對準靜態(tài)與動態(tài)輸入信號下GMA輸出-輸入的滯回非線性行為進行數(shù)學建模，所建Preisach靜態(tài)磁滯模型較好地表征了GMA準靜態(tài)輸入信號下的磁滯情況，為擴大Preisach磁滯模型的應用范圍，繼而提出一種新型雙曲正切動態(tài)磁滯算子，其形狀參數(shù)為輸入變化率的雙曲正切函數(shù)，在此基礎上構(gòu)造了GMA的動態(tài)Preisach模型，并利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡完成了模型參數(shù)辨識，結(jié)果表明在20～120Hz頻率的
5、輸入電流下，該動態(tài)Preisach模型的最大預測位移均方根誤差為1.62μm，最大絕對位移誤差為3.87μm?？紤]到后續(xù)GMA控制系統(tǒng)研究需求，為克服Preisach模型分布函數(shù)難以獲得，逆模型算法實現(xiàn)較為復雜等缺點，在Preisach模型基礎上擴展建立Prandtl-Ishlinskii磁滯模型，并對該模型進行仿真與實驗研究，研究表明GMA的Prandtl-Ishlinskii磁滯模型能夠靈活地描述GMM器件的各種磁滯行為，且便于實現(xiàn)控制器的設計和實時應用；在GMA控制技術(shù)方面，研發(fā)了一套基于TMS320F2812DSP的控制系統(tǒng)，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、串行接口模塊
6、、伺服放大器模塊等模塊，繼而在集成開發(fā)環(huán)境CCS3.3下完成控制系統(tǒng)相應軟件的開發(fā)。最后搭建了GMA控制系統(tǒng)實驗測試平臺，進行了靜動態(tài)特性實驗測試，并利用Prandtl-Ishlinskii模型構(gòu)造的前饋補償器進行前饋控制實驗研究，實驗結(jié)果表明基于TMS320F2812的控制系統(tǒng)可以有效地補償輸入信號頻率在10～100Hz變化范圍內(nèi)GMA的磁滯非線性，為超磁致伸縮材料及其電-機轉(zhuǎn)換器的進一步應用提供了理論和實驗依據(jù)。關(guān)鍵詞：超磁致伸縮電-機轉(zhuǎn)換器，Preisach磁滯模型，Prandtl-Ishlinskii磁滯模型，控制技術(shù)I南京航空航天大學碩士學位論文ABSTRACTInrec
7、entyears,manyscholarsathomeandabroadhaveresearchedonnewfunctionalmaterialsintheapplicationofelectro-hydraulicservovalve,especiallyonGMM(GiantMagnetostrictiveMaterial)basedelectric-mechanicalconverterresearchanddevelopment,thusnewmeansto
