超磁致伸缩微位移执行器控制方法的研究

超磁致伸缩材料是近年来发展起来的一种新型功能材料。在分析了超磁致伸缩材料的驱动原理 ,并给出了它的两种驱动结构形式的基础上 ,对采用电流和磁感应强度做为控制量的两种控制方法进行了对比分析和实验研究 ,得出了基于磁感应强度的控制方法可提高超磁致伸缩微位移执行器的线性度和控制精度、减小迟滞的结论。     

超磁致伸缩微位移执行器的矢量阻抗分析模型

超磁致伸缩微位移执行器应用于精密、超精密加工场合时,执行器系统易受外负载影响,且在动态工作状态下会产生磁滞和涡流等效应,引起工作性能发生改变。应用线性压磁方程,机电换能方程和阻抗分析理论建立超磁致伸缩执行器的矢量阻抗分析模型。模型中将执行器系统的矢量阻抗分为机械导纳和电气阻抗两部分讨论,在机械导纳中引入负载影响,将压磁系数定义为复常数,模拟磁滞效应;在电气阻抗中,通过在求解的超磁致伸缩材料内部磁场引入涡流影响项来模拟系统的非线性特性;两部分之和得出超磁致伸缩微位移执行器系统的矢量阻抗。试验结果显示模型计算的系统矢量阻抗值与测量值间幅值误差约7%,相位误差约7.7%,表明所建立的模型能够近似描述系统在精密加工场合时的阻抗特性,可为超磁致伸缩微位移执行器的设计、控制和性能优化提供指导。     

超磁致伸缩微位移驱动系统的研究

超磁致伸缩材料是近年来发展起来的一种新型功能材料,具有在室温下应变量大,能量密度高,机电耦合系数大等特性。文章分析了超磁致伸缩材料的驱动原理,介绍了超磁致伸缩微位移驱动系统的组成及工作原理。并对该系统的伸长量,微位移精度等性能指标进行了实验研究。     

超磁致伸缩微位移执器控制方法的研究

超磁致伸缩材料是近年来发展起来的一种新型功能材料，在分析了超磁致伸缩材料的驱动原理，并给出了它的两种驱动结构形式的基础上，对有用电流和磁感应强度做为控制量的两种控制方法进行了对比分析和实验研究，得出了基于磁感应强度的控制方法可提高超磁致伸缩微位移执行器的线性度和控制精度，减小迟滞的结论。     

超磁致伸缩材料微位移执行器的设计理论及方法

超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料,其微位移执行器的设计理论和方法具有特殊性。分析了超磁致伸缩材料的工作特性,给出了超磁致伸缩微位移执行器的原型。在此基础上,建立了执行器的微位移传递机构、磁路、驱动线圈及其冷却等几个关键部分的数学模型,并提出其设计理论和方法。同时,采用上述理论和方法研制了超磁致伸缩微位移执行器样机,通过试验验证了其正确性和实用性。     

超磁致伸缩微位移给进器异形板弹簧有限元分析

超磁致伸缩微位移给进器是以超磁致伸缩材料为核心、以自动控制理论为基础典型的机电产品。主要通过超磁致伸缩致动元件和微位移传感器实现闭环控制系统，并在软件上实现对磁致伸缩滞后等因素进行补偿，完成车刀的精密给进。根据内燃机活塞异形加工的要求，对超磁致伸缩微位移给进器的关键部件-异形板弹簧进行了有限元分析。通过有限元的计算结果发现，该异形板弹簧的最大应力值出现在弹簧的螺栓孔处，最大变形位置为顶端。这在设计时必须加以考虑。     

稀土超磁致伸缩执行器优化设计及控制建模

研究了超磁致伸缩执行器设计中电、磁、机械及热设计中的优化方法，包括线圈的几何尺寸优化、磁路及偏磁场设计、预压力设计、考虑温度效应的修正模型等；建立了超磁致伸缩执行器基于输入电压一输出位移的控制模型，实验测得系统频率响应曲线与仿真结果一致。     

超磁致伸缩微位移驱动器设计及磁场有限元分析

在介绍自行研制的超磁致伸缩微位移驱动器（GMA）的结构和工作原理的基础上,重点研究了GMA的驱动磁场特性,通过有限元方法分析建立了GMA二维非线性磁场模型,并借助ANSYS软件成功获得GMA的磁场分布,且有效预估了GMA的工作性能参数。     

超磁致伸缩材料微位移驱动器的实验研究

针对超磁致伸缩材料微位移驱动器在精密定位控制中存在的迟滞和位移非线性等不足,对超磁致伸缩材料微位移驱动器进行实验研究,介绍了微位移驱动器中预紧机构和放大机构的设计理论、设计过程和研究方法。研究结果表明:微位移驱动器的控制精度高、重复性好且适用范围较大。     

超磁致伸缩执行器的系统建模与控制技术

回顾了超磁致伸缩执行器的系统建模与控制技术的发展历程.归纳出超磁致伸缩执行器的基本设计思想.总结了近年来在传感器、执行器集成、磁滞非线性建模以及控制技术方面的主要研究成果,讨论了该领域尚待解决的问题.     

偏置优化对Terfenol-D致动器性能的影响

从分析Terfenol-D材料的磁致伸缩机理出发,引申出预应力和偏置磁场是影响超磁致伸缩致动器性能的重要因素.零偏置磁场驱动下不同预应力对致动器位移输出影响的实验和零预应力下两种偏置磁场对致动器输出性能的比较实验,验证了合理选择预应力和偏置磁场可有效地改善致动器性能的论点.预应力和磁偏置的实验矩阵确定了不同预应力对应的优化偏置磁场,实际设计中需根据致动器要求确定优化的偏置条件.     

超磁致伸缩执行器在机电工程中的应用研究现状

在查阅大量文献的基础上,系统地介绍了超磁致伸缩材料执行器在机电领域中的最新应用开发状况,展望了它的广阔发展前景。     

新型微位移致动器的研究

用提拉法磁悬浮冷坩埚技术生长的RFe2 (Tb0 .3Dy0 .7Fe1.95)单晶材料 ,其室温下的饱和磁致伸缩系数λs 可达 2× 10 - 3以上 ,优于同成分的定向结晶材料。采用自制的高性能RFe2 单晶材料 ,通过优化微位移致动器的机械、磁路参数 ,研制出具有非水冷结构的新型微位移致动器     

基于超磁致伸缩致动器的振动切削研究

振动切削作为一种新型的切削方法,改变了切削机理,减小了切削力、切削热,提高了加工表面质量和加工效率.超磁致伸缩致动器的二维微进给刀架具有体积小、驱动力大、输出位移精确、频率响应快等优点,在振动切削上的应用前景广阔.文中对振动切削进行了力学分析,介绍了超磁致伸缩刀架的结构和控制方式,并实验验证了低频振动切削相对于普通切削的优势,初步探讨了超磁致伸缩致动器在振动切削中的应用.     

气动式微位移驱动器的结构设计及其性能分析

为便于精密机床的微进给控制,研究了一种新型的气压式微位移驱动器。根据微驱动器的工作原理,在简化模型的基础上,对驱动器进行了结构设计,用有限元方法分析了微驱动器与微驱动台的主要性能,并且采用实验验证了该设计的合理性。研究结果表明,该驱动器结构简单、可靠,具有良好的输入输出线性度,耦合位移很小,是一种良好的二维可控驱动方式,在精密加工与精密测量中有着广阔的应用前景。     

微位移驱动器在止推油膜轴承中的应用

针对止推油膜轴承的偏载问题,研究了微位移驱动器在止推油膜轴承中的应用。通过理论计算得到油膜厚度、压力和温度分布,分析了止推轴承油膜厚度的变化对载荷与温度的影响。设计了一种超磁致伸缩微位移驱动器微位移驱动器,并建立了杠杆试验机测试其静态位移输出特性,证实超磁致伸缩微位移驱动器具有与润滑膜厚同一数量级的位移输出,可应用于止推轴承油膜间隙的主动调节,均衡瓦块间载荷并降低温升。利用超磁致伸缩微位移驱动器微位移驱动器设计了一种新型结构的可自动调节间隙的止推油膜轴承,并建立了用于测试该新型轴承的止推轴承实验台。     

高精度非圆截面加工机构设计及其控制方法研究

研究了稀土超磁致伸缩材料 (Tb0 .2 7Dy0 .73) Fe1 .9(商品名称为 Tfernol- D)用于高精度非圆截面加工的微进给机构的设计方法及控制系统设计 ,控制系统传递函数和动态响应特性 ;研究了采用计算机进行等速率双拍样校正的控制方法 ,并利用计算机闭环控制系统进行了发动机活塞非圆内孔镗削的跟踪模拟实验。     

无线射频识别滑套电控执行器的研究

将无线射频识别技术应用在滑套压裂工具中,可以解决目前常规滑套存在非全通径、压裂级数受限等问题,具有很好的应用前景。针对实现滑套动作的关键因素和技术难点,开展了电控执行器技术的研究,分析了该技术在无线射频识别滑套压裂工具中应用的关键技术点,进行了小尺寸电控执行器的结构设计、参数计算、强度校核,并在此基础上进行了电控执行器的样机试制及地面性能测试,理论计算和地面试验证明了电控执行器技术在滑套的开关方式上具有很好的应用效果。并建议开展石墨烯电池在井下工具中的应用研究,以解决现有动力源的瓶颈问题。     

一种三自由度全柔性并联微动激振台的设计

根据工程多维振动模拟的需要,设计了一种非对称全柔性3-RRRP微动并联激振台机构。在普通非对称3-RRRP并联机构基础上,将机构中的普通关节全柔性化,形成新型全柔性微动并联机构,在全柔性并联机构的主动件处施加单自由度的压电陶瓷激振器,设计出全柔性的多维微动激振台,经理论分析,发现该振动台具有三平移的微振动模拟输出。最后,对之进行了ADAMS软件仿真模拟,模拟结果显示,此种全柔性多维微动激振台可以以单层结构实现不同方向单自由度的平动振动模拟,也可以实现多维(二自由度或三自由度)微动振动的模拟输出,且激振输入与振动输出运动学完全解耦,具有相同的振动规律与振动频率,容易控制。     

调节阀执行机构研究

调节阀是物料或能量供给系统中不可缺少的重要组成部分,而执行机构是调节阀的关键组成部件.针对执行机构对调节阀工作性能的影响,分析了调节阀的执行机构类型,讨论了不同类型执行机构的组成、工作原理和特点,在此基础上对不同类型的执行机构适用范围进行了探讨,为调节阀的选择提供指导作用.