超磁致伸縮執(zhí)行器微位移控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著微納米技術(shù)的發(fā)展，人們對精密驅(qū)動及控制技術(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——超磁致伸縮材料作為致動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，已在超精密加工、流體控制機(jī)械、微調(diào)節(jié)與微補償機(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Α?由于超磁致伸縮材料的磁滯特性，導(dǎo)致執(zhí)行器輸

2、出位移存在著滯回性強，重復(fù)性差，以及非線性嚴(yán)重等一系列缺點，因而需要通過良好的控制技術(shù)對其進(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，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執(zhí)行器的控制精度。因此，有必要尋求一種針對磁滯非線性的模型與控制理論方法對執(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際生產(chǎn)需要。 根據(jù)自動控制原理，結(jié)合超磁致伸縮材料磁滯特性，本文建立

3、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)計了控制系統(tǒng)的硬件電路部分，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；開發(fā)了控制系統(tǒng)的硬件電路板，并對電路板進(jìn)行了調(diào)試。 為了實現(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