超磁致伸缩微位移驱动器设计
本文关键词: 超磁致伸缩材料 驱动器 控制 压控电流源 出处:《机械设计与制造》2014年08期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对超磁致伸缩材料,设计一种超磁致伸缩微位移驱动器并实现对其控制。在分析超磁致伸缩材料工作特性和超磁致伸缩驱动器工作原理的基础上,确定超磁致伸缩驱动器的结构参数,并应用有限元软件对超磁致伸缩驱动器的机械结构进行电磁场分析,比较无偏置磁场和含偏置磁场下超磁致伸缩材料所处位置的平均磁场强度,验证驱动器机械结构的合理性。同时设计压控电流源,利用基于数字信号处理器的控制器中数模转换电路控制压控电流源,使激励线圈配合偏置线圈产生所需磁场。实验表明,在给定预紧力和偏置磁场条件下,超磁致伸缩材料在2A激励电流下可输出行程为27.1μm,位移精度0.1μm,磁滞回线的平均厚度为3.29μm,验证了超磁致伸缩驱动器结构设计的合理性。
[Abstract]:For giant magnetostrictive material, a giant magnetostrictive micro-displacement actuator is designed and controlled. Based on the analysis of the working characteristics of giant magnetostrictive material and the working principle of giant magnetostrictive actuator, The structural parameters of the giant magnetostrictive actuator are determined, and the electromagnetic field analysis of the mechanical structure of the giant magnetostrictive actuator is carried out by using the finite element software. Comparing the average magnetic field intensity of the position of giant magnetostrictive material with the non-bias magnetic field and the magnetostrictive material with bias magnetic field, the rationality of the mechanical structure of the actuator is verified. At the same time, the voltage-controlled current source is designed. The voltage-controlled current source is controlled by the digital-to-analog conversion circuit in the controller based on the digital signal processor, which makes the excitation coil cooperate with the bias coil to produce the required magnetic field. The experimental results show that, given the pretightening force and the bias magnetic field, The output stroke of giant magnetostrictive material under 2A excitation current is 27.1 渭 m, the displacement precision is 0.1 渭 m, and the average thickness of hysteresis loop is 3.29 渭 m, which verifies the rationality of the structure design of giant magnetostrictive actuator.
【作者单位】: 清华大学机械工程系制造工程研究所;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院;
【基金】:北京市自然科学基金资助项目(3102007) 北京市教委科技发展计划资助项目(KM201210005017)
【分类号】:TH703
【参考文献】
相关期刊论文 前7条
1 王月明;刘官元;杨友松;;基于有限元ANSYS的圆线圈磁场仿真研究[J];内蒙古科技大学学报;2011年01期
2 杨斌堂;徐彭有;孟光;杨德华;许文秉;谭先涛;;大行程精密定位超磁致伸缩驱动器的设计与控制[J];机械工程学报;2012年01期
3 张国庆;潘仲明;;基于ARM的超磁致伸缩微驱动器的偏置与驱动电路设计[J];计算机测量与控制;2012年02期
4 崔旭;何忠波;李冬伟;李玉龙;薛光明;;超磁致伸缩致动器优化设计与特性测试[J];机械设计与制造;2013年01期
5 秦玲;赖青贵;张良;王华岑;;基于运算放大器的压控恒流源[J];强激光与粒子束;2010年03期
6 蒋洪;雷运理;李欣欣;;高精度快速刀具伺服系统中的超磁致伸缩致动器结构设计与控制研究[J];中国西部科技;2012年02期
7 邬义杰,刘楚辉;超磁致伸缩驱动器设计方法的研究[J];浙江大学学报(工学版);2004年06期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 王建元;蔡国伟;高龙集;徐元哲;赵阳;;应用光纤Bragg光栅的新型直流电流测量方法[J];高电压技术;2007年07期
2 陈笑风;杜磊;赵柏树;;基于Howland电流源的精密压控电流源[J];电子技术应用;2012年09期
3 王锴;廖斌;吴先映;李t,
本文编号:1517767
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/1517767.html