基于超磁致驱动器的流量阀特性研究

发布时间：2017-10-02 20:31

  本文关键词：基于超磁致驱动器的流量阀特性研究

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【摘要】：随着现代技术的发展，人们对液压技术的要求也在提高。微小流量无波动且连续控制的技术，对液压执行机构的精密定位以及在微进给过程中无振动、爬行有着至关重要的作用。基于超磁致驱动器的流量阀应用新功能材料—超磁致伸缩材料，在实现流量的精密控制和快速响应方面，有着重要的理论意义和现实意义。 本文以基于超磁致驱动器的流量阀为研究对象，对超磁致伸缩材料的基本特性做了介绍，依据超磁致伸缩材料的特性，为了研制流量阀的原型，设计了超磁致驱动器的预压力机构，恒温水冷系统，磁路系统和流量阀的阀体；建立了超磁致驱动器的动力学模型和磁滞模型，通过对磁滞模型的求逆，探究了基于Preiasch逆模型的滑模控制策略，为流量阀的精密控制打下了基础；通过对实验平台和元器件的介绍以及对各种参数测量方法的分析，为流量阀特性的实验做好了准备。最后根据超磁致材料的特性，做了超磁致驱动器输出位移与预压力之间关系的实验，温度特性实验，重复定位精度实验等，为基于超磁致驱动器的流量阀的应用做了坚实的铺垫。 因此，，对于基于超磁致驱动器的流量阀特性的研究，有助于实现超磁致驱动器微米级的精密定位控制，进而实现流量阀流量的精密控制，从而为流量阀在精密数字油缸，微电子加工、生物工程等领域的应用打下坚实的基础，为提高工作效率、节约生产成本做出贡献。
【关键词】：超磁致驱动器 流量阀 Preisach模型 磁滞
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.5
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 课题研究的背景和意义7-8
• 1.2 国内外研究综述和发展趋势8-11
• 1.3 本课题的主要内容和工作安排11-13
• 第2章 超磁致伸缩材料的基本特性介绍13-23
• 2.1 磁致伸缩机理13-16
• 2.2 GMM 各物理量之间的关系16-17
• 2.3 GMM 的应用特性17-22
• 2.3.1 磁致伸缩特性17-18
• 2.3.2 GMM 的机电耦合特性18
• 2.3.3 GMM 的动态特性18-20
• 2.3.4 GMM 的其他特性20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 基于 GMA 的流量阀的设计23-47
• 3.1 流量阀的整体设计概述23-25
• 3.1.1 整体结构设计23-24
• 3.1.2 流量阀的设计原理24-25
• 3.2 GMA 部分设计25-37
• 3.2.1 预压力机构设计25-26
• 3.2.2 恒温水冷系统的设计26-28
• 3.2.3 磁路系统的设计28-37
• 3.3 阀体部分的设计37-46
• 3.3.1 流量阀的密封37-38
• 3.3.2 阀体相关部分加工要求38-40
• 3.3.3 GMA 输出轴的导向40-42
• 3.3.4 流量阀流量特性的数值模拟研究42-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 系统模型和控制策略的研究47-59
• 4.1 基于 Preisach 的磁滞模型47-53
• 4.1.1 Preisach 算子和分布函数47-50
• 4.1.2 Preisach 模型的 F 函数法50-51
• 4.1.3 二维差值处理51-53
• 4.2 GMA 动力学模型53-55
• 4.3 GMA 控制策略的研究55-58
• 4.3.1 Preisach 逆模型的实现55-56
• 4.3.2 基于 Preisach 逆模型的滑模控制器的设计和系统稳定性分析56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 流量阀特性的实验研究59-73
• 5.1 实验平台介绍59-66
• 5.1.1 测控平台的整体框架59-60
• 5.1.2 各种参数的测量方法60-62
• 5.1.3 测控系统相关元器件介绍62-66
• 5.2 基于 GMA 的流量阀特性研究实验66-72
• 5.2.1 GMA 输出位移与预压力之间关系的实验66-68
• 5.2.2 温度特性试验68-69
• 5.2.3 GMA 的重复定位精度实验69-70
• 5.2.4 主磁滞回线和一阶折返线的测量70-72
• 5.3 本章小结72-73
• 第6章 总结与展望73-75
• 6.1 研究结论73-74
• 6.2 存在问题和展望74-75
• 参考文献75-79
• 附录 A 附录 F 函数表79-80
• 附录 B 附录实验相关图片80-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士学位期间的研究成果82

【参考文献】

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本文编号：961664