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《逆磁致效應(yīng)論文：基于逆磁致效應(yīng)的超磁致伸縮微驅(qū)動方法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、.逆磁致效應(yīng)論文：基于逆磁致效應(yīng)的超磁致伸縮微驅(qū)動方法研究【中文摘要】...精密加工作為發(fā)展尖端科技的基礎(chǔ),也是衡量一個國家科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志,而精密微驅(qū)動技術(shù)是實(shí)現(xiàn)精密加工的關(guān)鍵。超磁致伸縮微位移執(zhí)行器(GMA)以位移范圍大、輸出力大、響應(yīng)速度快、位移分辨力高、驅(qū)動電壓低等優(yōu)點(diǎn),在微驅(qū)動、精密定位、主動降噪減震等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文以直動型GMA為對象,為實(shí)現(xiàn)自感知原理研制了新樣機(jī)。改進(jìn)了超磁致伸縮微位移執(zhí)行器水冷機(jī)構(gòu)并使其小型化,提高了輸出性能;并針對超磁致伸縮微位移驅(qū)動器在恒力作
2、用下具有良好的微驅(qū)動特性,而在變力作用下輸出存在嚴(yán)重非線性的問題,進(jìn)行了基于逆磁致效應(yīng)的自感知型GMA的探索性研究,提出了變力擾動量的分離方法并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究,這對于提高超磁致伸縮微位移執(zhí)行器的輸出特性和推進(jìn)其應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。本文首先從磁致伸縮機(jī)理出發(fā),分析應(yīng)變、應(yīng)力、磁場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度及溫度之間的相互關(guān)系,確定了GMA輸出非線性的原因。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺包括:執(zhí)行器主體、磁感應(yīng)強(qiáng)度和溫度傳感電路、基于DSP的主控電路、基于LabView的數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)。其次對基于逆磁致效應(yīng)的自感知信
3、號的分離方法進(jìn)行了研究,包括基于電橋電路、加探測線圈、建立狀態(tài)觀測器三種方法。以壓磁方程為基礎(chǔ),推導(dǎo)了不同工作邊界條件下應(yīng)力與感知信號的關(guān)系,作為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的理論依據(jù)。理論得到電橋法中感知信號與輸出速度成正比,而觀測磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法感知信號與應(yīng)力成正比。最后對設(shè)計(jì)的執(zhí)行器進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析。溫度和磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感電路的測量精度滿足要求,可用于自感知研究中對磁場的監(jiān)測。設(shè)計(jì)的驅(qū)動線圈磁場均勻性有了提高,最大衰減由13.0%降低到4.95%;設(shè)計(jì)的水冷機(jī)構(gòu)能夠使執(zhí)行器工作溫度穩(wěn)定在0.2℃內(nèi);小電流驅(qū)
4、動下執(zhí)行器輸出位移固定位置的蠕變在20nm以內(nèi);同樣驅(qū)動電流下,輸出位移比原樣機(jī)大了一倍,并且升程曲線線性度較好;執(zhí)行器位移輸出重復(fù)性誤差在100nm以內(nèi);通過步進(jìn)驅(qū)動電流可控制位移步進(jìn)輸出在50nm以內(nèi)。在以上良好的位移輸出特性基礎(chǔ)上利用監(jiān)測磁場的方法實(shí)現(xiàn)了恒驅(qū)動電流下力的自感知功能,與標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的測量值對比在200N的動態(tài)力范圍內(nèi)最大誤差不到20N。【英文摘要】Precisionmachining,asthebasisofdevelopingadvancedtechnology,isalso
5、animportantsignofanation’sscientificandtechnologicallevel.Andprecisionmicro-drivetechnologyisthekeytoachieveprecisionmachining.Comparedwithpiezoelectricactuator,GiantMagnetostrictiveActuator(GMA)haslargeoutputdisplacement,largeoutputforce,fastresponse
6、,high-resolutiondisplacementandlowdrivevoltage.Soithasbroadapplicationprospectsinthefieldsofmicro-drive,precisionpositioningandnoisedamping.ThisdissertationemphasizesonaxialmovingtypeGMA,developedamagnetostrictiveprecision...micro-displacementactuator
7、prototypeinordertoachieveself-sensingfunction.Bydesigningthestructureofwatercoolingsystemwemadeitsmallerandimprovedit’soutputperformance;AstheGMAhasagoodmicro-drivecharacteristicsperformanceunderconstantforcewhileaseriousnonlinearundertheconditionofva
8、riableforce,thisarticlemakesexplorationresearchonself-sensingGMAbasedoninversemagneticeffect.Itproposesamethodofseparatingthedisturbanceofchangingforceanddoescorrespondingexperiments.TheresearchcanimprovetheGMAoutputperformanceandpromoteitsapp
