超磁致伸缩微振动电驱系统设计与实现

为了实现对超磁致伸缩驱动器的微振动进行实时精密控制,设计大功率程控电驱系统,包括恒流驱动电路和供电电路。首先,对该恒流驱动电路所采用的连续调整型恒流源的原理进行研究。接着阐述该电路的具体设计以及元器件的选型。然后,详细介绍该恒流驱动电路的供电电路所采用的拓扑结构以及具体设计。实验结果表明:该大功率程控电驱系统输入的小电压信号与输出大电流信号的线性度为0.105%,时漂为3 m A/h,频率可达500 Hz,并且驱动超磁致伸缩驱动器实现1 Hz和5 Hz的正弦输出,基本满足了驱动超磁致伸缩微振动的高精度、高稳定性、高集成度的要求。     

超磁致伸缩驱动器设计准则的建立

在分析超磁致伸缩材料的工作特性、超磁致伸缩驱动器的基本结构与工作原理的基础上,给出了超磁致伸缩驱动器的设计准则．在所提出的设计准则指导下,开发了用于振动主动控制的超磁致伸缩驱动器,并对其主要特性参数进行了测量．实验结果表明,该驱动器的输出性能达到了设计要求。验证了该设计准则的有效性和实用性．     

超磁致伸缩作动器用于振动主动控制中的仿真研究

目前对于太阳和地球引力变化引起的微振动，采用先进的主动控制能达到高精度的隔振要求。主要是推导并建立了超磁致伸缩作动器（GMA：Giant Magnetostriction Actuator）的动力学方程和数学模型，并将其运用到振动主动控制中，采用PID（Proportional-Integral-Differential）反馈控制方法，对双层隔振下层受到激扰的系统进行仿真计算，仿真结果表明它能对微幅低频振动衰减20-50dB，能起到明显的减振效果。     

超精密机床的主动隔振系统研究

本文以ＨＣＭ－Ｉ型亚微米超精密车床为研究背景,在分析了机床结构与振动的基础上,建立了机床主动隔振系统的力学模型。通过几种作动器的性能对比选择了磁致伸缩作动器为执行器。通过反馈控制分析和实验,表明：采用主动隔振可以明显提高机床减振性能,尤其对低频隔振效果较好。     

超磁致伸缩驱动器自适应精密驱动控制研究

超磁致伸缩驱动器(GMA)虽然具有很多优点,但是超磁致伸缩材料(GMM)在磁化过程中存在磁滞非线性,磁滞误差可达20 %,要解决这一问题,必须对GMA采用精确有效的方法实现建模,并用于GMA驱动位移精密控制。研究中采用LMS算法对研制的GMA进行自适应系统模型辨识,用不同频率的正弦信号和方波信号作为输入,辨识模型都能精确逼近GMA输出信号,辨识精度高达0.069 μm;最后采用Fx-LMS算法对GMA进行驱动位移控制实验,通过在线辨识有效减小磁滞误差,提高控制精度。     

用磁致伸缩作动器进行主动隔振的研究

本文对用磁致伸缩作动器的主动隔振系统进行了试验与分析。建立了采用此作动器的模拟试验台及控制模型，得到了被隔振机械主要工作频率成份的隔振量提高12dB和500HZ内总隔振量提高7．2dB的较满意的结果。为振动的主动控制应用于工程实际奠定了良好的基础。分析表明，该隔振系统为一主动惯性效应系统。对系统实施主动隔振，并没有恶化振源的运动状态。     

基于超磁致伸缩作动杆的结构振动主动控制研究

利用磁致伸缩材料的变形机理、磁控特性以及磁机耦合特性,设计出一种磁致伸缩作动杆,分析其工作原理和设计方法。然后利用LQR主动控制算法,将其应用于结构振动主动控制分析中,结果表明GMM作动杆可有效地减小结构的加速度和位移响应,为其在土木工程领域的应用打下了良好的基础。     

超磁致伸缩微位移致动器的研究

 基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩特性设计了一种用于微位移驱动的致动器．分析了致动器工作磁场的组成，计算了线圈的工作电流，并以此为依据设计了稳流电源．分析结果表明，设计的稳流电源满足工作要求；线圈提供的工作磁场能够保证超磁致伸缩棒工作在线性区域。     

巨磁致伸缩自适应精密驱动和振动控制

针对巨磁致伸缩系统的自适应精密驱动和微振动控制系统,结合受控自回归滑动平均模型(CARMA)与递推增广最小二乘法（RELS）相结合对巨磁致伸缩驱动器（GMA）实现在线模型辨识;分别用不同类型的信号作为输入,辨识模型能精确描述GMA输出位移,辨识误差达0.23 %;将改进的广义预测控制算法（MGPC）应用于GMA的闭环位移控制,与最小方差自适应控制（MVSTR）相比,MGPC具有更好的实时性和更高的控制精度,在0～10 μm给定位移下,其驱动控制误差达0.143 μm。最后基于上述CARMA模型和MGPC算法对GMA隔振系统进行微振动控制实验,抑制效果达到20 dB。该研究结果对精密工程及航天振动控制应用具有一定的价值。     

超磁致伸缩单晶微位移致动器特性研究

采用高性能Tb0 .3 Dy0 .7Fe2 单晶材料 ,通过优化微位移致动器的机械、磁路参数 ,研制出了具有非水冷结构的新型微位移致动器。致动器的最大线性工作区间为 0 .5～ 3 5 .5 μm ,工作电压为 2～ 2 4V ,饱和驱动量可达 3 9.5 μm     

六自由度微动隔振平台的物理参数辨识

针对六自由度隔振平台的物理参数辨识问题,根据支撑空气弹簧力学特性简化后六自由度间的耦合关系,并考虑到测试隔振系统的传递函数时需要用到待辨识的平台垂向重心位置参数,提出一种基于单点激励法的频响函数分组测试、垂向重心位置迭代辨识和各子系统物理参数分别辨识的方法,有效地解决垂向重心位置未知的平台物理参数辨识问题。在此基础上分析各子系统激励自由度的选择依据,并通过实验辨识隔振平台系统的物理参数。     

音圈电机驱动的双层主动隔振系统设计与仿真

介绍采用音圈电机作为振动主动控制作动器的特点和工作原理,详细分析并建立音圈电机的数学模型,推导其传递函数。并针对双层隔振系统,采用理论建模的方法,建立双层隔振系统的数学模型。以位移传递率最小作为研究分析的目标,设计出一种宽频主动隔振系统,并用音圈电机作为驱动器,最后用Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果显示该隔振系统在宽频带内具有良好的隔振性能,有效的提高隔振平台的精度。     

磁致伸缩材料作动器在振动主动控制中的应用研究

磁致伸缩材料作动器是一种具有特色的机敏材料作动器。本文在自行研制Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄ作动器及其特性试验的基础上，研究该类作动器在主动隔振与主动吸振中的应用。文中提出并导出了多通道前馈控制的时延滤波—ｘＬＭＳ法，并就这种算法的收敛性进行进一步的讨论。     

主动隔振系统控制策略研究

给出了复杂激励下柔性耦合主动隔振系统模型,将PID控制应用到该系统中,最后用Matlab仿真了功率流传递谱,得到良好的隔振效果,为机床类机器上楼等柔性安装问题提供了理论帮助.     

柴油机隔振系统抗冲性能研究

建立柴油机隔振系统虚拟平台模型。对系统进行模态分析,并按国军标GJB要求模拟系统横摇摆情况,分析受冲击时系统的响应。仿真结果表明,针对稳态情况设计的隔振装置具有一定的冲击隔离能力。     

舰船隔振系统设计参数对辐射噪声影响关系的研究

针对舰船隔振系统的主要动力学设计参数,以水下辐射噪声为考察目标,设计不同系统动力学参数组合下的结构模型水下试验,考察参数变化对结构与水下辐射噪声的影响。试验结果显示有工程价值的规律,对隔振装置的结构动力学设计具有应用价值。     

多维柔性系统功率流的主动控制研究

采用于结构矩阵分析法，分析了多维柔性隔振系统的动力学特性；以传递到柔性基础的功率流为评价指标，研究了不同的主动控制策略下的控制效果，研究表明：多维柔性系统中越过刚体振动模态的频域，是主动控制起作用的频域，在提出的控制策略中，总功率流最小化控制效果最为理想，能使共振峰值的数量和数值都得到有效衰减；垂向功率流最小化控制几乎无控制效果。     

新型高效电磁驱动反力作动器的设计及特性研究

设计了一种新型高效电磁驱动反力作动器，进行了作动器的磁场计算，利用Ansys软件对其弹簧刚度进行了分析。建立了作动器的力传递模型，通过Matlab软件对其力传递特性进行了仿真分析。以正弦信号输入对作动器的作动特性进行了试验，结果表明作动力大，作动器性能良好，可以很好适用于各种振动系统的主动振动控制。     

主动控制式电磁液压悬置隔振性能研究

在原有液压悬置的基础上,提出一种利用电磁作动器为主动控制元件的主动悬置,研究了电磁作动器的频率特性,并建立了该悬置系统的力学及数学模型.选择滤波后的x-LMS算法作为控制算法,利用Matlab软件,仿真分析了该悬置的隔振性能.结果表明：在不同转速下,主动悬置系统都能使传递到车身的振动力大为减弱,在2秒钟时间内就降到无主动控制时的10%以下,说明采用主动控制后的悬置能有效隔离发动机的振动.     

动力总成悬置隔振设计

建立动力总成悬置系统六自由度模型,探讨用于动力总成悬置系统的优化目标,在此基础上对某国产汽车的动力总成悬置系统进行优化设计,优化后的动力总成悬置系统隔振性能优良,因此合理地选择发动机的悬置参数有利于降低发动机的振动向车内传递,进而提高车辆乘坐的舒适性。