超磁致伸缩作动器的率相关Hammerstein模型与H∞鲁棒跟踪控制

利用Hammerstein模型对超磁致伸缩作动器（Giant magnetostrictive actuators,GMA）的率相关迟滞非线性进行建模,分别以改进的 Prandtl-Ishlinskii（Modified Prandtl-Ishlinskii）模型和外因输入自回归模型（Autoregressive model with exogenous input,ARX）代表Hammerstein模型中的静态非线性部分和线性动态部分,并给出了模型的辨识方法. 此模型能在1～100Hz频率范围内较好地描述GMA的率相关迟滞非线性. 提出了带有逆补偿器和H∞鲁棒控制器的二自由度跟踪控制策略,实时跟踪控制实验结果证明了所提策略的有效性.     

压磁应力传感器差动信号检测电路设计

由于压磁应力传感器结构对称性存在着差异,致使传感器输出信号的零点值调节困难,而传统的电路输出交流信号,不便于信号处理。采取对两组检测信号先整流滤波,再进行分压式比较,使得输出信号直接为直流信号。利用所设计的电路进行了实验,通过调节电位器即可实现传感器零点值的准确调节。通过实验验证了电路的性能,也验证了磁测应力传感器的性能。     

基于超磁致伸缩效应的光纤电流传感器

基于超磁致伸缩效应的光纤电流传感器是目前研究的热点,在进行理论分析的基础上搭建了以光纤布拉格光栅和超磁致伸缩材料为传感头的电流传感系统,并将实验所得的结果与理论分析的结果进行了比较,得出了可能导致误差出现的原因.     

光纤Bragg光栅电流传感器的温度补偿研究

在基于超磁致伸缩材料Tb0.30Dy0 70Fe1.95的光纤Bragg光栅(FBG)大电流传感器的基础上,通过对传感头进行设计,提出了一种温度补偿的方案,解决了FBG的温度-应变交叉敏感问题,提高了传感器的精度.实验结果表明:在0～90℃的温度变化范围内,该传感器的Bragg波长差与电流变化具有较好的线性度,不受温度...     

一种新的磁滞非线性前馈补偿算法

针对超磁致伸缩致动器磁滞非线性特征, 建立了描述其非线性行为的Preisach数学模型, 以F函数法求解了该模型的数值模型. 针对当前致动器非线性前馈补偿控制中迭代和执行效率低的缺点, 将磁滞非线性理解为系统干扰, 提出了一种新的非线性前馈补偿算法, 在求解Preisach逆模型过程中,引入稳态误差信号作为参考变量, 以Sigmoid函数变步长算法进行迭代步长自适应动态调整. 计算机仿真和实验研究均表明,与当前的磁滞模型求逆算法相比, 所提出的算法在保证控制精度的同时可以显著提高系统收敛速度, 大大提高了程序的执行效率.     

智能磁致伸缩液位测量仪设计

针对当前液位测量监测系统中存在的多种问题,设计了一种高精度的智能磁致伸缩液位测量仪.系统采用ARM Cortex-M4系列的EK-TM4C1294NCPDTI芯片作为核心控制处理器,包含电源模块、时钟模块、激励信号模块、信号检测模块、以太网接口模块、故障报警模块、数据存储模块等.实现了测量精度高、稳定性好、人机交互友好,具有网络化通信功能的智能液位测量仪.     

Fe-Ga磁致伸缩位移传感器驱动电流位置调整与回波速度校正

通过对传统Fe￣Ga磁致伸缩位移传感器驱动脉冲电流输入端位置的改进,降低了驱动脉冲电流噪声对检测线圈输出电压的影响,并使检测线圈输出电压信噪比由15.5 dB提高至23.7 dB。基于应力波无阻尼反射原理提出一种新的回波速度校正法,确立了回波速度与波导丝长度、应力波传播时间、反射波传播时间的数学关系,并给出此表达式适用的驱动脉冲电流频率范围。制作了样机,通过实验验证了此方法最大位移测量误差减小到原来的1/5,为Fe￣Ga磁致伸缩位移传感器输出性能研究提供了理论依据。     

光纤光栅电流传感器

本文提出并实验验证了一种利用新型材料制造的光纤电流传感器。通过结构的合理设计,提高了由光纤光栅和磁致伸缩材料构成的光纤电流传感器的检测灵敏度。所使用的致材料和传感器工作的动态范围的合理选择,使得传感器的输出有很好的线性,并且避开了磁致材料的磁滞效应对传感器特性的影响。     

磁致伸缩作动器的设计与性能分析

在分析超磁致伸缩材料特性的基础上设计了一种微位移作动器．通过有限元分析，对作动器的结构进行优化，得到均匀的偏置磁场和激励磁场；设计了预压力加栽结构和强制冷却结构．对该作动器的动、静态性能进行了测试，结果表明：作动器基本上工作在线性区域内，其位移伸缩量大，低频动态性能较好，高频谐波分量影响较小，相位延迟较小，同时也证明了对作动器的磁场分析和结构优化是正确的．     

磁致伸缩换能器辐射板活塞振动幅值的近似计算

以柱形磁致伸缩换能器为对象,建立了其辐射板在驱动力作用下的运动模型,给出了一阶解析解,并与实验结果进行了比较.结果表明,对一阶振动,该解析解具有足够精度,可方便应用于换能器辐射板的动力学设计.