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《超磁致伸縮執(zhí)行器微位移控制系統(tǒng)的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著微納米技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)精密驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)提出了更高的要求，并不斷地采用新型功能材料和新型工作原理來提高精密驅(qū)動(dòng)及其控制技術(shù)的水平。超磁致伸縮執(zhí)行器是以新型功能材料一超磁致伸縮材料作為致動(dòng)元件的一類微位移執(zhí)行器，具有輸出位移和力大、響應(yīng)速度快、溫度范圍寬、低壓可操作等突出優(yōu)點(diǎn)，已在超精密加工、流體控制機(jī)械、微調(diào)節(jié)與微補(bǔ)償機(jī)構(gòu)及納米技術(shù)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＳ捎诔胖律炜s材料的磁滯特性，導(dǎo)致執(zhí)行器輸出位移存在著滯回性強(qiáng)，重復(fù)性差，以及非線性嚴(yán)重等一系列缺點(diǎn)，因而需要通過良好的控
2、制技術(shù)對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，從而克服由于材料本身的特性而產(chǎn)生的一系列缺點(diǎn)，使其達(dá)到更高的定位精度?？梢娍刂萍夹g(shù)的水平在很大程度上決定著對(duì)執(zhí)行器的控制精度。因此，有必要尋求一種針對(duì)磁滯非線性的模型與控制理論方法對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制，從而完善從控制模塊到執(zhí)行模塊的整體系統(tǒng)，使其能夠更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。根據(jù)自動(dòng)控制原理，結(jié)合超磁致伸縮材料磁滯特性，本文建立了以單片機(jī)為核心的超磁致伸縮執(zhí)行器微位移閉環(huán)控制系統(tǒng)；分析和構(gòu)建了構(gòu)成系統(tǒng)所必需的微位移檢測(cè)變送通道、模擬量輸入通道、單片機(jī)控制單元、模擬量輸出通道等重要組成部分；設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件電
3、路部分，主要包括A／D轉(zhuǎn)換電路、濾波放大電路、D／A轉(zhuǎn)換電路、鍵盤顯示電路，以及恒流源接口電路的設(shè)計(jì)；開發(fā)了控制系統(tǒng)的硬件電路板，并對(duì)電路板進(jìn)行了調(diào)試。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的功能，結(jié)合C語言和匯編語言，開發(fā)了控制系統(tǒng)軟件，主要包括系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊、控制算法模塊和其它相關(guān)功能模塊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理與控制輸出等功能；為了提高控制性能，采用了積分分離式PID控制算法。所開發(fā)的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)超磁致伸縮執(zhí)行器的高精度位移閉環(huán)控制。進(jìn)行了執(zhí)行器的靜、動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)與分析，對(duì)所構(gòu)建的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了安裝調(diào)試。試驗(yàn)結(jié)果表明，控制系統(tǒng)各部分達(dá)
4、到了系統(tǒng)的工作要求，取得了良好的控制效果，為進(jìn)一步提高超磁致伸縮執(zhí)行器的工作精度奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：超磁致伸縮執(zhí)行器；位移閉環(huán)；數(shù)字PlD控制器；積分分離大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文ResearchonMicro—displacementControlSystemofGiantMagnetostrictiveActuatorAbstractWiththedevelopmentofmicronandnanometertechnology。thedemandforaccuratedriveranditscontroltechnologyb
5、ecomeshigherandhigher．Newtypesoffunctionalmaterialandtheworkingprincipleareunceasinglyusedtoimproveaccuratedriveranditscontroltechnology．GiantMagnetostrictiveActuator(GMA)isakindofmicro-displacementactuatorwhoseactuationcomponentisanovelfunctionalmaterial·C芄antMagneto
6、strictiveMaterial(GMM)．Withtheadvantagesoflargedisplacement,highforce，rapidresponse，砸dcrangeoftemperaturesandlowvoltageoperation,itisappliedinlotsoffields，suchaspreciseandullra-precisemachining，liquidcontrolmechanics，micro—adjustingandcompensationmechanics，MEMS,nano-t
7、eclmologies，ere．ItisexpectedthatGMMhasagreatpcrtentialityinfuture．FortheinherenthysteresisofGMM，thereareasetofdisadvantagesincludingstronghysteresis，poorrepeatability,andseverenonlinearity，whichwillaffectGMA’soutputdisplacement．Soitisimportanttoimprovethecontroltechno
8、logyofGMAtoovercometheshortcomingscausedofthematerialhysteresisofOMM，sothatitcanreachhi【gheraccuracy．Soitisextremelynecessar
