薄膜型超磁致伸缩微执行器的研究现状

超磁致伸缩薄膜是一种性能优良的新型微驱动元件,文章介绍了超磁致伸缩薄膜驱动的原理,综述了薄膜型超磁致伸缩微执行器的开发和最新研究成果,重点介绍了薄膜型超磁致伸缩微执行器在微流体控制系统、线性超声微马达及微小型行走机械中的应用,并对超磁致伸缩薄膜的微执行器中的应用进行了展望。     

高压氧治疗29例一氧化碳中毒致迟发脑病的效果分析

论述了超磁致伸缩材料在电液控制元件中的应用研究现状,基于超磁致伸缩材料的特点和未来航空航天领域对高频大流量伺服阀的迫切需求,提出了一种由超磁致伸缩执行器驱动的新型射流伺服阀的结构,分析了其工作原理与特点,同时对该新结构伺服阀涉及的温度控制、热补偿、预压力施加与零位调节与驱动磁场均匀化等关键技术进行了详细分析并给出了具体实施方法.     

超磁致伸缩伺服阀用伺服放大器的设计及分析

为驱动超磁致伸缩伺服阀,结合超磁致伸缩执行器驱动电源与伺服阀用伺服放大器的性能要求设计了超磁致伸缩伺服阀用伺服放大器,并建立了其电路模型,仿真分析了功率运算放大器的开环增益对其输出性能的影响.仿真结果表明,在功率运算放大器开环增益大于80 dB时,电路特性可满足设计要求.在驱动负载为额定值时,测试结果表明,样机的输出电流线性度为3％;输出电流2A时,其阶跃响应的调节时间小于0.5 ms,幅频宽可达2 kHz;在驱动频率小于1 kHz时,输出电流失真小且无相位滞后.     

超磁致伸缩微移动机器人

日本名古屋大学教授福田敏男和新井史人等开展了超磁致伸缩元件的研究工作,他们利用稀土类磁性材料的磁致伸缩特性,在室温下获得形变量大10~(-3)量级的结果.如果改变磁场,磁体就会产生形变的磁性材料称之为磁致伸缩材料,虽然磁致伸缩元件形变位移量很小,但是,由于外部的交流产生磁场变化,因此可用非接触方式使元件产生形变位移动,具有不用导线来作驱动的工作特点,磁致伸缩效应较大的超磁致伸缩元件产生形变位移,过去开发试制若干管内移动机器人可用于管内检查、修理工作,但是,为了使致动器驱动,电源供电缆处理成为问题,而超磁致伸缩驱动器不需要电缆,其形状适宜可做     

磁感应强度控制的超磁致微位移器电源研究

超磁致伸缩材料是近年发展起来的新型功能材料，应用于微位移驱动器时具有精度高、推力大等优点。在采用磁感应强度作为负反馈控制量的基础上，推导了从控制量得到代表驱动器位移信号的过程，设计了相应的高精度驱动电源。通过实验，对于超磁致伸缩微位移器驱动电源静态和动态特性作了详细的分析和研究。     

超磁致微位移直线驱动器

超磁致材料TbxDy1-xFey(GMM)是A.E.Clark于70年代发现的新型稀土－铁系功能材料，近几年来，作为高科技功能材料得到了迅速发展，这种材料由于具有很大的室温超磁致伸缩应变量，高的电（磁）能－机械能转换率，高能量密度，伸缩应力大，机械响应快等优异特性，因而有着广泛的应用前景。该文设计了一种高出力，快响应，可控性好的超磁致微位移直线驱动器，文中对超磁致微位移直线驱动机理进行了探讨，并在MATLAB平台上，以有限元分析（FEM）为基础研制了CAD软件，示出了采用椭圆模态驱动的超磁致振子组合结构的微位移直线驱动器。     

一种超磁致伸缩换能器驱动电源的设计与实现

设计并实现了一种高效率的稀土超磁致伸缩换能器驱动电源,使换能器和功放的阻抗匹配得到改善。利用开关管的导通与否控制脉冲信号,从而达到驱动换能器的目的。本电源主要配合稀土换能器应用于桥梁和大体积混凝土的超声无损检测领域。数次实际检测效果表明:该电源可以迅速、有效、稳定地驱动稀土超磁致伸缩换能器。     

超磁致伸缩微位移驱动器的研究

新型超磁致伸缩材料ＴｂＤｙＦｅ具有输出力大、位移分辨力高及位移范围大等特点,将其应用于微位移驱动器中,将极大提高驱动器的性能指标,从而推动超精加工技术的发展。文中介绍了应用超磁伸缩材料研制的驱动器的结构及性能,并建立磁－机械耦合西式,以利于超磁致伸缩器件的研究及设计。     

超磁致伸缩执行器磁滞模型的参数辨识

准确辨识磁滞模型参数是保证超磁致伸缩执行器位移控制精度的关键,而单一算法难以实现对超磁致非线性模型参数的精确辨识。该文提出了一种新型混合优化策略,即改进的遗传退火算法,并将其应用于对超磁致伸缩执行器位移磁滞模型参数的辨识。该算法兼顾了遗传算法和模拟退火算法的优点,同时还引入了机器学习原理,将模拟退火算法作为遗传算法中的种群变异算子,并将模拟退火算法中的抽样过程与遗传算法相结合。此算法不仅充分发挥了遗传算法并行搜索能力强的特点,且增强和改进了遗传算法的进化能力,同时提高了系统的收敛性和收敛速度,避免最优解的丢失。通过仿真和试验研究表明,该算法相对于遗传算法有更高的精度,可有效精确辨识超磁致伸缩执行器磁滞模型的参数。     

基于磁致伸缩材料的电机研究进展

从磁致伸缩材料的定义、分类及性能等出发,介绍了磁致伸缩材料及其应用和开发情况等,剖析各类磁致伸缩致动器的设计原理及特点,并引出磁致伸缩式电机的设计基础和工作原理。该磁致伸缩式电机以压电电机的设计原理为基础,其中线性电机的工作原理和结构基本相同,均利用磁致伸缩效应诱导线性增量运动,通常由磁致伸缩单元和驱动单元两部分组成;而旋转电机利用定子驱动端的椭圆运动或电机结构的改变,因此结构多样。最后分析开发磁致伸缩器件亟待完善和解决的技术问题,并对基于磁致伸缩效应器件的发展方向进行展望。     

Researches on the computer digital control system of giant magnetostrictive actuator

In this paper, a computer digital control system of giant magnetostrictive actuator (GMA) was designed. In GMA system, driving magnetic field was provided by variable magnetic field generated by exciting coil current and offset magnetic field generated by permanent magnet. And Terfernol-D was used as the giant magnetostrictive materials (GMM). GMA’s control model was analysed and the whole control system was established. In the computer digital control system, the control core were single-chip microcomputer and PC with modularization thinking. And the control algorithm was PID. Design for system’s hardware and software was completed and software package was developed. Experiment shows that the GMA system is controlled automatically and monitored real-time. It lays a foundation of further improving control precision of GMA, improving the entire system’s dynamic characteristics and realizing automatic control.     

宏微压电驱动器的电源设计与试验

针对超声电机与压电微驱动器对驱动电源的要求,设计出一种既能驱动超声电机又能驱动压电微驱动器的驱动电源,该驱动电源由可调变压器、半桥模块及以高性能数字信号处理(DSP)芯片TMS320F28335为核心的控制器组成。该电源驱动超声电机时,电源输出相位差、频率均较大范围连续可调的二相超声频率交流电;驱动压电驱动器时,电源输出较大范围连续可调的直流电。对行波型旋转超声电机及钹型压电驱动器的系列驱动试验表明该电源能同时满足超声电机和压电驱动器的驱动要求。     

如何在交通屏与讯息屏上节省LED驱动器的电能

由于世界范围的能源短缺,近年来节能议题日趋受到重视。目前的照明设备为达到低功率消耗、寿命长、无污染、启动时间短等需求,已经大量采用高亮度的半导体固态发光二极管（LED）取代传统的照明光源。LED驱动器则提供恒定电流控制,使得LED维持稳定的发光亮度与饱和的色彩频谱,为了设计符合工业与节能标准的显示屏系统。LED驱动器必须有自动省电特性。     

便携式压电微型泵驱动电源的研制

根据用于烈性药物输注的便携式压电微型泵的使用要求,研制了压电陶瓷驱动器的驱动电源。驱动电源以3 V锂离子钮扣电池供电,通过DC/DC电路和逆变电路为压电陶瓷驱动器提供高的输出电压(200 V,峰-峰值),具有频率可调,体积小,质量轻,功耗低,安全可靠,便于控制的特点。实验表明,驱动电源能满足压电微型泵的使用要求,也适用于以逆压电效应为基本原理的微小压电器件的动态应用。     

基于DDS的超声电机驱动电源

传统的行波超声电机驱动电源通常只能固定相位差调频率或固定频率调相位差，不能全面的满足行波超声电机控制的要求。文章提出了一种新的方案，这种新的超声电机驱动电源，能产生两相可调频率，可调相位差及幅度的正弦信号。运用作者新的方案，解决了以往超声电机驱动电源只能调电压和调频率的缺点，而同时运用三种手段对超声电机进行调整，使各种型号的超声电机都能调整到一个良好的工作状态，从而提供对超声电机进行精确控制的基础。     

基于FPGA的超磁致伸缩驱动器程控电流源设计

为满足超磁致伸缩驱动器(giant magnetostrictive actuator,简称GMA)对输入电流微步进、高精度和宽范围的要求,提出一种GMA程控电流源的设计方案。基于该微步进连续调整型电流源的电路原理,设计了微步进控制和恒流源控制电路,并通过电路仿真与实验测试验证设计方案的可行性。结果表明:该GMA程控电流源在电路仿真和实验测试中输出的电流精度分别达到0.5%和3%,电流步进值1.8mA,电流输出范围0A至7A。研究成果表明提出的程控恒流源的电路设计方案符合设计要求。     

基于双光纤光栅的光学电流互感器设计

通过采用双光纤光栅交叉结构设计的电流互感器,实现了基于方形超磁致伸缩材料和光纤Bragg光栅的电流互感器的温度补偿,同时实现了对超磁致伸缩材料受热膨胀带来的光纤Bragg光栅中心波长的应变漂移的补偿,提高了基于双光纤光栅的光学电流互感器的测量精度。