超磁致伸縮自感知執(zhí)行器基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超磁致伸縮材料是一種具有可逆效應(yīng)的新型功能材料，具有輸出應(yīng)變大、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，應(yīng)用磁致伸縮效應(yīng)可作執(zhí)行器，應(yīng)用磁致伸縮逆效應(yīng)可作傳感器，超磁致伸縮材料的這種雙重效應(yīng)可使其作為自感知執(zhí)行器的研究材料。將超磁致伸縮材料應(yīng)用于自感知執(zhí)行器，使其同時具有傳感和執(zhí)行的功能，可有效的減小器件的體積和重量，節(jié)省執(zhí)行器系統(tǒng)的空間，便于實(shí)時控制并有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 本文首先對超磁致伸縮材料及其應(yīng)用現(xiàn)狀作了介紹，對自感知執(zhí)行器的概念做了簡

2、要概述，并分析了將超磁致伸縮材料應(yīng)用于自感知執(zhí)行器的研究意義。 隨后，研究了超磁致伸縮執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和工作原理并分別進(jìn)行動態(tài)和靜態(tài)實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析驗(yàn)證執(zhí)行器的基本特性，為如何選擇偏置電流和驅(qū)動電流的大小提供了參考，對不同驅(qū)動頻率下執(zhí)行器輸出應(yīng)變的特性做了比較，為電橋電路實(shí)驗(yàn)研究條件選取提供了一定的理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 通過雙向換能理論分析自感知執(zhí)行器工作原理，對自感知執(zhí)行器的兩種實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行分析并搭建Matlab 仿真模

3、型，運(yùn)用Jiles-Atherton(J-A)非線性理論編寫成M 文件的S 函數(shù)應(yīng)用到電橋電路仿真中，消除了位移和速度之間直接微分積分等變化造成的相位誤差，使仿真模型與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ透咏咏Ｔ诜抡嬷袑﹄姌螂娐份敵龅奈⑿⌒盘栠M(jìn)行放大濾波，消弱了雜波和非線性的影響，為實(shí)際放大器和濾波器的設(shè)計提供了依據(jù)。 通過實(shí)驗(yàn)檢測基于電橋電路自感知執(zhí)行器電壓及應(yīng)變波形，利用Matlab 中的曲線擬合工具箱進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得所測波形方程從而計算電橋電路