基于FBG的超磁致伸缩致动器建模和控制方法研究

发布时间：2022-11-07 18:51

　　超磁致伸缩材料是一种具有应变大、能量转化率高、响应时间小、承载能力大、驱动方式简单等特点的新型功能材料,被广泛应用于航空航天、光学微处理、微位移驱动、超精密加工等领域。但是超磁致伸缩材料存在非线性、磁滞回等固有特性,导致采用超磁致伸缩材料制作的超磁致伸缩致动器的输入电压和输出位移之间存在严重磁滞非线性关系,对其定位精度和稳定性有一定影响,研究超磁致伸缩致动器迟滞特性建模及其补偿控制具有重要的实际意义。本文采用光栅光纤传感器对超磁致伸缩致动器的动态位移进行测量,建立迟滞非线性模型,通过逆补偿控制来消除超磁致伸缩致动器磁滞非线性的影响。主要研究内容如下:（1）在研究现有的测量超磁致伸缩致动器位移方法的基础上,分析光纤光栅传感器的测量原理及特点,搭建了基于光纤光栅传感器的实验测量平台。针对采集的10-100Hz正弦激励下的超磁致伸缩致动器位移信号,采用傅立叶变换对其进行了频谱分析,根据噪声低特点,选用巴特沃斯滤波算法对原始信号进行处理,获得有效信号。实验数据和仿真结果表明,将光纤光栅传感器用于测量GMA的位移可行性,为后续的模型参数辨识提供数据支持。（2）研究了超磁致伸缩材料的基本特性以及超... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

直接控制法系统框图

论文整体框架

KEYENCE激光位移传感器

【参考文献】：
期刊论文
[1]多场耦合下超磁致伸缩材料特性与应用综述[J]. 陈旭玲,朱如鹏,陈阳.  机械传动. 2016(10)
[2]超磁致伸缩作动器小回线动态J-A模型[J]. 高晓辉,刘永光,裴忠才.  北京航空航天大学学报. 2016(12)
[3]超磁致伸缩致动器的小脑神经网络前馈逆补偿-模糊PID控制[J]. 孟爱华,刘成龙,陈文艺,杨剑锋,李明范.  光学精密工程. 2015(03)
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[5]智能材料研究进展[J]. 张新民.  玻璃钢/复合材料. 2013(Z2)
[6]超磁致伸缩作动器的率相关建模与跟踪控制[J]. 郭咏新,毛剑琴.  北京航空航天大学学报. 2013(10)
[7]超磁致伸缩致动器的基于RBF神经网络整定PID控制[J]. 王丽梅,董桉吉.  组合机床与自动化加工技术. 2013(05)
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博士论文
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[2]超磁致伸缩致动器驱动系统关键技术研究[D]. 李永.山东大学 2013
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硕士论文
[1]PZT基多层压电陶瓷的制备及作动器件[D]. 范抗抗.南京航空航天大学 2015
[2]基于Bouc-Wen模型的RC框架梁-柱节点与结构抗震性能分析[D]. 杜文晨.哈尔滨工业大学 2013
[3]Bouc-Wen土体动力本构模型及其阈值应变研究[D]. 鲁丽雪.大连理工大学 2013
[4]超磁致伸缩驱动器建模及驱动控制研究[D]. 赵寅.上海交通大学 2013
[5]传感器与作动器一体化的压电智能结构研究[D]. 赵小兴.华中科技大学 2013
[6]GMM动态迟滞特性建模及其参数辨识[D]. 何汉林.杭州电子科技大学 2012
[7]超磁致伸缩执行器特性分析及其控制策略研究[D]. 陶玉昆.河南理工大学 2010
[8]超磁致伸缩驱动器精密位移驱动控制研究[D]. 徐彭有.上海交通大学 2010
[9]基于Prandtl-Ishlinskii模型的GMA精密定位研究[D]. 甄玉云.武汉理工大学 2009



本文编号：3704218