超磁致伸缩执行器温控系统设计

超磁致伸缩执行器(GMA)具有大行程、低压驱动、大功率、大承载等优越性能,在精密、超精密加工等领域具有广阔的应用前景。文章分析了超磁致伸缩执行器内部的热变形机理,提出了采用半导体制冷技术的GMA温控系统设计方案,同时在热端采用水冷强化散热措施,提高了半导体的制冷效率和系统的温控精度。     

超磁致伸缩执行器软件测控平台设计

设计了超磁致伸缩执行器的计算机测控平台,系统按功能划分为数据采集、数据分析和信号发生.给出了各个模块的具体实现方法,设计了各个模块数据管理的规则.实例测试验证设计测控平台能实现所有设计功能.     

大磁致伸缩执行器

本文阐述了大磁致伸缩材料的特性和大磁致伸缩材料在执行器中应用情况。大磁致伸缩执行器作为新一代小型强力执行器,被应用于低频声纳、新型马达、流体传动系统以及抗振系统等。大磁致伸缩执行器将有远大的发展前景。     

弯曲型超磁致伸缩执行器温控系统设计

弯曲型超磁致伸缩执行器（GMA）是为应用于异形孔精密镗削加工而研制的新型执行器。文章对以往的一些GMA温控方法进行了比较分析,提出了基于弯曲型GMA的相变水冷组合温度控制新方法;该方法实现了相变温控和水冷温控两者的优势互补,即突破了相变温控的工作时长局限性,又消除了水冷温控的动态不稳定性。同时控制器采用参数自整定模糊PID控制算法,并介绍了控制系统的结构及原理。该系统使温控精度进一步提高,达到调节时间短、超调量小且稳定误差小的技术要求。     

超磁致伸缩执行器及其在流体控制元件中的应用

超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料,可有于机器人、阀门、微动工具、精密加工、微机电和声纳系统等领域。本文介绍了超磁致倬缩执行的原理和分类及其流体控制元件中的应用研究现状,并对超磁致伸缩执行器在流体机械中的应用前景进行了展望。     

超磁致伸缩执行器位移测试系统的误差分析

超磁致伸缩执行器位移测试系统是其性能研究的基础。为提高测试数据的准确性,以常用超磁致伸缩执行器位移测试系统为基础,给出了测试系统的误差来源,建立了温升、电源、测量、采集等因素的误差模型以及多因素影响下的误差合成模型。实验与计算结果表明:所设计超磁致伸缩执行器在输出位移为18μm时,位移采集、超磁致伸缩执行器驱动与温升造成的相对误差分别为0.56%、2.83%、3.28%,各因素合成后的相对误差为4.37%。     

基于参数辨识的超磁致伸缩执行器自感知研究

分析了超磁致伸缩材料(GMM)自感知的机理.在对GMA建模的基础上,提出了利用最小二乘法对电路模型进行参数辨识的方法,间接获得电感L的值,利用基于线性叠加磁致算子的解偶算法,从而实现感知外载力F和位移S.     

基于超磁致伸缩执行器等效电路的自感知方法研究

为了使超磁致伸缩执行器(GMA)同时作为执行器和传感器,可以在GMA驱动过程中提取出感知信号实现自感知执行器.分析了超磁致伸缩自感知机理,以此设计了直动型GMA,并利用压磁方程和弹性力学建立了直动型GMA的动力学等效电路模型,在此基础上,提出了优化GMA结构设计的准则,并将力学量转化为电学量,通过测量电流i来实现输出力与速度的感知.最后,在研制的基于labview的测控平台系统上,验证了上述力与速度感知方法的有效性.     

相变温控及其在超磁致伸缩致动器中的应用

文章分析了超磁致伸缩致动器的热特性,提出了采用相变材料控制超磁致伸缩棒温升的抑制方法。试验结果表明相变温控装置能将超磁致伸缩棒的温度控制在45±0．5℃,此时因工作温度变化引起的位移输出误差不超过0．1μm,超磁致伸缩致动器相应的输出精度达到0．5μm。     

超磁致伸缩驱动器热变形补偿及温控方法研究

超磁致伸缩驱动器是超磁致伸缩材料的主要应用形式之一,具有输出位移大、响应速度快和低频特性好等特点,应用领域非常广泛.对超磁致伸缩驱动器实施有效的热变形补偿或温控等措施,可以消除或抑制由于温升带来的不利影响,提高驱动器的输出精度.针对这一问题,文章提出了六种热变形补偿及温控的方法,并介绍了这些方法的原理,分析了它们的特点及应用场合.     

超磁致伸缩驱动器动态输出特性的改进研究

针对超磁致伸缩驱动器的动态输出特性的响应问题,从驱动器的驱动电源和控制算法两方面人手,提出了改进方法,并形成了一个完整的计算机测控系统。试验表明,该系统简单、可靠、实用,所提出的控制算法和驱动电源对超磁致伸缩驱动器的动态输出特性有明显的改进。     

超磁致伸缩驱动器磁致伸缩模型的有限元分析

超磁致伸缩驱动器具有响应速度快、输出力大、磁机耦合系数高等诸多优点,但因其磁致伸缩模型具有磁滞非线性特性,在设计超磁致伸缩驱动器过程中,主要是建立准确描述其磁滞非线性的数学模型。为有效提高超磁致伸缩驱动器的设计效率,以磁致伸缩产生机制为基础,将Jiles-Atherton磁滞模型和压磁方程结合,建立超磁致伸缩驱动器的非线性本构模型,并推导超磁致伸缩驱动器机械应力场弱解形式的控制方程。最后,基于有限元方法在COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件平台中实现其磁致伸缩模型的仿真,得出了一种高效率的超磁致伸缩驱动器的设计方法。     

基于Preisach磁滞理论的超磁致伸缩驱动器建模

超磁致伸缩驱动器具有响应快、输出应变大、机电转化效率高等优点,但因受超磁致伸缩材料内在的磁滞效应与磁-机耦合效应等因素影响,导致其输出位移存在较大滞环,大大降低了驱动器的输出位移精度,也影响了该材料及其致动器更广泛的应用。为了有效地设计和使用超磁致伸缩驱动器,需要建立准确描述其磁滞非线性的数学模型。在经典Preisach模型的基础上建立了超磁致伸缩驱动器的Preisach磁滞数值模型,并通过对Preisach限制三角形的离散划分,依赖大量实验数据辨识了该模型的参数,并进行了超磁致伸缩驱动器磁滞输出实验研究。实验结果表明：该Preisach磁滞模型能较好地描述准静态下超磁致伸缩驱动器的磁滞现象,对指导超磁致伸缩驱动器位移精度的提高具有一定意义。     

超磁致伸缩驱动器及其微位移特性研究

基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应,研制一种具有可控微位移功能的超磁致伸缩驱动器,并对外加预压力下该驱动器的微位移特性进行了实验研究。采用位移传感器、数据采集卡、驱动电源等,搭建超磁致伸缩驱动器的微位移性能测试台,实验研究在外加电流、预压力下,超磁致伸缩驱动器的输出位移与外加电流的关系。研究结果表明:在外加预压力为0~300 N时,驱动器的输出位移随外加电流的增加而增加;而在外加预压力为300~400 N时,超磁致伸缩驱动器的输出位移随输入电流的增大而减小。     

稀土—铁系超磁致伸缩材料的耐腐蚀特性

本文用阳极极化法和扫描电镜等方法研究稀土－铁系超磁致伸缩材料的耐腐蚀性质,并用氧化增重法研究了这些材料的氧化行为。在室温碱性水溶液中这些合金具有抗弱碱性耐蚀性能,其耐腐蚀性随铁含量的增加而增大,添加Ａｌ或Ｃｒ不降低合金的耐蚀性,但添加Ｚｎ或Ｔｉ则会降低合金的耐蚀性。腐蚀机理是由于析出的富稀土相被优先溶解。热处理能略改善耐蚀性。Ｔｂ０．２７Ｄｙ０．７３Ｆｅ１．９合金在大气中的氧化温度为５３０℃     

超磁致伸缩材料的温度性能研究进展

本文综述了稀土-铁系超磁致伸缩材料温度性能的研究进展,指出了超磁致伸缩材料温度性能的可能影响因素,并讨论了提高超磁致伸缩材料温度性能的可能途径.