磁控形状记忆合金传感器设计与信号处理研究

发布时间：2017-08-20 07:24

  本文关键词：磁控形状记忆合金传感器设计与信号处理研究

  更多相关文章： 磁控形状记忆合金 感应电压 模型 传感器

【摘要】：磁控形状记忆合金(MSMA)是一种具有可逆性特点的新型功能材料,对偏置磁场下变形的MSMA材料施加较高频率的动态力,检测线圈两端可输出较大的感应电压信号,利用该特性可研制MSMA传感器。基于磁控形状记忆合金逆特性设计的传感器是自动检测技术领域、电机控制领域中的重要研究内容之一。本文开展了MSMA传感器建模,MSMA传感器样机的结构设计和基于小波分析的MSMA传感器的信号处理等工作。本文首先利用MSMA的逆特性,建立MSMA传感器的逆特性模型,推导出MSMA传感器的感应电压输出表达式。在预压力和偏置磁场恒定的条件下,研究了感应电压与激振力的频率之间的关系。其次,在MSMA传感器的理论基础上,进行MSMA传感器的结构设计。利用Mag Net电磁仿真软件对MSMA传感器偏置磁场大小的可控性进行分析,确定了MSMA传感器的铁心优化结构并制作MSMA传感器的样机,搭建MSMA传感器实验系统。MSMA传感器感应电压的实验结果与理论计算结果进行比较,验证了MSMA传感器模型的正确性。最后,开展基于小波分析的MSMA传感器的信号处理与故障检测研究工作。由于MSMA传感器输出的感应电压存在较大的干扰,需要对感应信号进行数字滤波以提取有效数据。在小波分析滤波原理基础上,采用db5小波数字滤波算法,将不同频段的感应电压信号进行软阈值滤波,并通过小波分解MSMA传感器的感应信号进行故障检测。由小波滤波结果与硬件滤波进行比较可以看出,小波分析具有理想的滤波效果,可用于MSMA传感器的信号处理与故障检测。
【关键词】：磁控形状记忆合金 感应电压 模型 传感器
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212;TN911.7
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 磁控形状记忆合金概述12-14
• 1.3 磁控形状记忆合金传感器国内外研究现状14-18
• 1.3.1 国外研究现状14-15
• 1.3.2 国内研究现状15-18
• 1.4 论文选题意义及研究内容18-19
• 1.4.1 本文研究意义18
• 1.4.2 本文研究主要内容18-19
• 1.5 章节安排19-21
• 第2章 磁控形状记忆合金传感器模型建立21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 MSMA逆特性21-27
• 2.2.1 MSMA的形状记忆效应21-23
• 2.2.2 MSMA的逆特性23-27
• 2.3 MSMA传感器的逆特性模型27-31
• 2.3.1 MSMA材料的运动学模型27-28
• 2.3.2 MSMA传感器感应电压模型28-31
• 2.4 传感器模型计算结果分析31-34
• 2.4.1 感应电压的计算波形31-33
• 2.4.2 感应电压峰-峰值与频率的关系33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 磁控形状记忆合金传感器设计35-57
• 3.1 引言35
• 3.2 MSMA传感器样机设计35-43
• 3.2.1 MSMA传感器基本模块设计35-38
• 3.2.2 MSMA传感器铁心结构优化38-41
• 3.2.3 MSMA传感器样机制作41-43
• 3.3 MSMA传感器实验系统43-48
• 3.4 MSMA特性综合测试仪48-53
• 3.4.1 测试仪的功能模块48-50
• 3.4.2 测试仪的主要模块实现50-53
• 3.5 实验结果分析53-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第4章 磁控形状记忆合金传感器信号处理研究57-74
• 4.1 引言57
• 4.2 小波分析理论57-59
• 4.3 基于小波分析的MSMA传感器信号处理59-68
• 4.3.1 基于小波分析的数字滤波器设计59-63
• 4.3.2 实验结果分析63-68
• 4.4 MSMA传感器故障检测68-72
• 4.4.1 基于小波分析的MSMA传感器故障检测68-70
• 4.4.2 MSMA传感器故障检测结果分析70-72
• 4.5 本章小结72-74
• 结论74-76
• 参考文献76-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姜晟,舒乃秋,胡芳,周静;基于小波变换的含噪声行波信号奇异点检测[J];电网技术;2004年10期

2 张庆新;王凤翔;张红梅;;磁控形状记忆合金Ni_2MnGa解析模型及特性[J];辽宁工程技术大学学报;2006年05期

3 朱子健,陈仁文,徐晓弈,王鑫伟;智能材料在微机械中的应用及发展[J];航空精密制造技术;2003年03期

4 郭世海,张羊换,赵增祺,吴双霞,江丽萍,黄继民;Ni_(48)Mn_(33)Ga_(19)合金的马氏体相变和磁性形状记忆效应[J];金属功能材料;2002年02期

5 肖强;金坚明;高忠社;徐应祥;;Daubechies样条小波及其应用[J];南开大学学报(自然科学版);2013年02期

6 杜秀丽;朱玉萍;;两轴向磁场时磁控形状记忆合金的本构模型[J];太原科技大学学报;2011年03期

7 翁光远;王社良;王占锋;;磁控形状记忆合金在结构振动控制中的应用研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2010年05期

8 王凤翔,张庆新,吴新杰,李文君,井路生;磁控形状记忆合金蠕动型直线电机研究[J];中国电机工程学报;2004年07期

9 张庆新,王凤翔,李文君,杨静;磁控形状记忆合金直线驱动器[J];中国机械工程;2004年20期

10 郭世海,张羊换,王新林;磁性形状记忆合金的研究现状及发展[J];稀有金属;2005年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 翁玲;超磁致伸缩振动传感器的模型与实验研究[D];河北工业大学;2008年

，

本文编号：705314