超磁致伸缩致动器控制系统的建模与仿真 被引量：14

1

作者 翁玲 曹淑瑛 +1 位作者 王博文 樊长在 《河北工业大学学报》 CAS 2002年第5期27-30,共4页

结合磁致伸缩致动器的结构建立了致动器传递函数模型,对磁致伸缩致动器控制系统进行了仿真,设计了PID调节器,并在此基础上进行了离散化,得到了数字控制系统,为磁致伸缩致动器控制系统的硬件选型和硬软件设计提供前提条件.

关键词 控制系统 建模 仿真 超磁致伸缩 磁致伸缩致动器 PID调节器

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基于DSP的超磁致伸缩致动器测控系统设计 被引量：2

2

作者 荣策 何忠波 +2 位作者 李冬伟 薛光明 郑佳伟 《电子器件》 CAS 北大核心 2018年第3期747-752,共6页

超磁致伸缩致动器(GMA)是一种具有广阔应用前景的新型智能驱动元件。为方便GMA特性研究和控制实验的开展,设计了以DSP为核心的GMA测控系统。硬件方面,将上位机和DSP集成配置,可实现GMA的开环测试和闭环控制;软件方面,采用C++和MATLAB混... 超磁致伸缩致动器(GMA)是一种具有广阔应用前景的新型智能驱动元件。为方便GMA特性研究和控制实验的开展,设计了以DSP为核心的GMA测控系统。硬件方面,将上位机和DSP集成配置,可实现GMA的开环测试和闭环控制;软件方面,采用C++和MATLAB混合编程编写上位机程序,实现上位机对测控过程的实时监控;控制策略方面,将GMA位移逆模型和单神经元PID算法写入DSP,提高GMA的控制精度。经实验表明,系统能够较好地完成GMA测控实验,有助于GMA的优化设计和控制策略的验证。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 测控系统 DSP 单神经元PID C++和MATLAB混合编程

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超磁致伸缩致动器有限元分析及实验研究 被引量：1

3

作者 刘德辉 卢全国 陈定方 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2007年第4期653-655,共3页

超磁致伸缩致动器的输出性能主要取决于致动器内部磁场分布特性,进行致动器的磁场数值分析,对预估致动器工作性能参数具有重要的意义.文中利用有限元法进行了致动器的磁场分析,并根据磁场分析结果预估了超磁致伸缩致动器静态位移特性.... 超磁致伸缩致动器的输出性能主要取决于致动器内部磁场分布特性,进行致动器的磁场数值分析,对预估致动器工作性能参数具有重要的意义.文中利用有限元法进行了致动器的磁场分析,并根据磁场分析结果预估了超磁致伸缩致动器静态位移特性.实际测试了致动器的静态特性.实验结果表明所建立的有限元模型及分析方法是合理的. 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 有限元分析 静态特性

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稀土超磁致伸缩致动器温控研究

4

作者 薄少军 张瞻 闫洪波 《内燃机与配件》 2018年第22期197-198,共2页

稀土超磁致伸缩致动器(GMA)是利用磁致伸缩效应进行工作的微位移输出装置。文章从GMA线圈发热、涡流效应、磁滞损耗等方面对发热原因进行说明,对GMA采用的热膨胀抵消补偿、柔性支撑机构补偿、强制冷却温控、相变材料温控、半导体材料温... 稀土超磁致伸缩致动器(GMA)是利用磁致伸缩效应进行工作的微位移输出装置。文章从GMA线圈发热、涡流效应、磁滞损耗等方面对发热原因进行说明,对GMA采用的热膨胀抵消补偿、柔性支撑机构补偿、强制冷却温控、相变材料温控、半导体材料温控、空气冷却温控等温控方法进行介绍,对伸缩棒粉末粘结处理方法进行阐述。研究内容对GMA温控问题研究具有指导意义。 展开更多

关键词 磁致伸缩 稀土超磁致伸缩致动器 发热 温控措施

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超磁致伸缩致动器抑制矿山机械车削加工颤振的研究 被引量：5

5

作者 蒋洪 《煤矿机械》 北大核心 2014年第5期122-124,共3页

从矿山机械的实际应用情况出发,首先对超磁致伸缩致动器的相关工作原理进行了详细阐述,然后以前人的理论研究为基础,制定了对致动器抑制颤振作用的实验方案,并得到了较好的实验结果。实验表明:不同的激振频率、不同的位置,对加工零件的... 从矿山机械的实际应用情况出发,首先对超磁致伸缩致动器的相关工作原理进行了详细阐述,然后以前人的理论研究为基础,制定了对致动器抑制颤振作用的实验方案,并得到了较好的实验结果。实验表明:不同的激振频率、不同的位置,对加工零件的颤振抑制作用不同,其中在X、Y方向能获得很好的抑制颤振作用,同时在高频激振的作用下也能较好地抑制颤振作用。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 矿山机械 车削颤振

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采用硅钢片导磁框的高速磁致伸缩致动器 被引量：1

6

作者 刘鹏飞 冯志华 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第3期359-364,369,共7页

高频涡流损耗限制了磁致伸缩致动器的输出速度。该文提出了一种采用硅钢片导磁框的高速磁致伸缩致动器。与整块硅钢结构的导磁框相比,分区绝缘的硅钢片可降低等效电导率,减小导磁元件中的涡流。该设计提高了磁致伸缩棒中的磁场强度,使... 高频涡流损耗限制了磁致伸缩致动器的输出速度。该文提出了一种采用硅钢片导磁框的高速磁致伸缩致动器。与整块硅钢结构的导磁框相比,分区绝缘的硅钢片可降低等效电导率,减小导磁元件中的涡流。该设计提高了磁致伸缩棒中的磁场强度,使致动器在高频磁场激励下也能输出较大振幅。在有效值为35 A@2 kHz的正弦波励磁电流下,采用叠片结构导磁框的磁致伸缩致动器输出振幅11.1μm@4 kHz的振动,比采用整体结构导磁框的致动器输出速度提升了44.2%。这说明将磁路元件分区绝缘有利于提升磁致伸缩致动器的输出速度。 展开更多

关键词 硅钢片 高速磁致伸缩致动器 涡流 等效电导率 磁场强度

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伺服阀用超磁致伸缩致动器结构设计及输出位移建模 被引量：4

7

作者 郑佳伟 何忠波 +3 位作者 周景涛 薛光明 荣策 柏果 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期83-89,共7页

针对传统永磁偏置式超磁致伸缩致动器轴向偏置磁场均匀性较差的问题,设计了一种具有分布式永磁体偏置结构的阀用超磁致伸缩致动器;采用控制变量的方法,在限定超磁致伸缩致动器结构尺寸的条件下,通过改变超磁致伸缩棒的段数,对致动器偏... 针对传统永磁偏置式超磁致伸缩致动器轴向偏置磁场均匀性较差的问题,设计了一种具有分布式永磁体偏置结构的阀用超磁致伸缩致动器;采用控制变量的方法,在限定超磁致伸缩致动器结构尺寸的条件下,通过改变超磁致伸缩棒的段数,对致动器偏置磁场进行仿真分析,并确定了最佳分布结构;基于磁阻理论、J-A模型、二次畴转模型及振动理论知识建立了阀用超磁致伸缩致动器的输出位移模型,并通过Matlab中lsim函数对致动器的阶跃响应及谐波响应进行了数值求解;为验证结构设计的合理性和模型的准确性,搭建了该致动器的试验系统,并进行了阶跃响应及谐波响应试验;结果表明:所设计的阀用超磁致伸缩致动器阶跃响应时间可达2.37 ms,在20 Hz到200 Hz的驱动频率范围内,试验结果与模型计算结果基本吻合,证明了模型的准确性。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 偏置磁场 结构设计 位移建模 伺服阀

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超磁致伸缩致动器本构模型和基于反演设计的滑模控制研究

8

作者 谢翔 王西伟 《黑龙江科技信息》 2016年第29期142-142,共1页

重点介绍了超磁致伸缩致动器本构模型和基于反演设计的滑模控制技术。

关键词 超磁致伸缩致动器本构模型 反演设计 滑模控制

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超磁致伸缩致动器中轴向非均匀磁场设计及影响因素分析

9

作者 周敏 卢全国 《南昌工程学院学报》 CAS 2011年第6期15-18,共4页

对超磁致伸缩致动器(GMA)磁滞,一般采用简化或软件补偿实现方法.现提出了一种实现GMA磁滞主动抑制的方法,即对线圈进行非均匀形状设计,使得GMM棒在轴向非均匀磁场下工作,各部分沿轴向不均匀伸缩,与其非线性相互作用,以达到线性输出的目... 对超磁致伸缩致动器(GMA)磁滞,一般采用简化或软件补偿实现方法.现提出了一种实现GMA磁滞主动抑制的方法,即对线圈进行非均匀形状设计,使得GMM棒在轴向非均匀磁场下工作,各部分沿轴向不均匀伸缩,与其非线性相互作用,以达到线性输出的目的.为了实现对线圈不同参数进行精确设计的目的,计算分析了不同线圈参数对系统磁感应强度分布的影响. 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 非均匀线圈设计 线圈影响磁场分布因素

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超磁致伸缩式自动紧急制动系统协同控制策略研究 被引量：1

10

作者 刘振华 宋琦 查竞舟 《时代汽车》 2024年第15期184-186,共3页

超磁致伸缩式自动紧急制动系统是一种以超磁致伸缩致动器(Giant Magnetostrictive Actuator,GMA)为制动执行机构的自动紧急制动(Autonomous Emergency Braking,AEB)系统,能够实现车辆车身轻量化和快速制动的效果。针对同速近距离跟车状... 超磁致伸缩式自动紧急制动系统是一种以超磁致伸缩致动器(Giant Magnetostrictive Actuator,GMA)为制动执行机构的自动紧急制动(Autonomous Emergency Braking,AEB)系统,能够实现车辆车身轻量化和快速制动的效果。针对同速近距离跟车状况下TTC算法失效,提出一种采用TTC(Time To Collision)算法和安全距离算法协同控制的控制策略。本文搭建了PreScan/SimulinkCarSim的联合仿真平台,采用CCRm(前方匀速行驶车辆追尾测试)的测试方法。联合仿真结果表明,协同控制策略与GMA结合,制动后避撞效果良好,极大提高车辆主动安全性能。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 自动紧急制动系统 TTC算法 安全距离算法 联合仿真 主动安全

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考虑温变时超磁致伸缩微致动器的动力学分析 被引量：3

11

作者 袁惠群 吴文波 +1 位作者 李莹 李东 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期549-553,共5页

建立了考虑温度变化时的超磁致伸缩微致动器的动态振动微分方程,得到了微致动器振动响应的非共振解析解.在已知磁化强度情况下,讨论了温度和预应力对振动响应的影响,并得到了位移响应随温度变化的系数;解出由于超磁致伸缩材料非线性而... 建立了考虑温度变化时的超磁致伸缩微致动器的动态振动微分方程,得到了微致动器振动响应的非共振解析解.在已知磁化强度情况下,讨论了温度和预应力对振动响应的影响,并得到了位移响应随温度变化的系数;解出由于超磁致伸缩材料非线性而产生的亚谐共振解,讨论了温度对共振因子的影响.仿真结果表明,超磁致伸缩材料的磁-力-热耦合非线性对微致动器的振动响应有明显影响,在分析与设计微致动器时需要考虑温度的影响. 展开更多

关键词 超磁致伸缩微致动器 磁-力-热耦合非线性 动力学分析 振动响应 温度影响

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超磁致伸缩微致动器车削系统的动力学分析 被引量：3

12

作者 李莹 袁惠群 吴文波 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1616-1619,共4页

考虑温度及预应力的影响,建立了应用于车削加工系统的超磁致伸缩微致动器动力学模型,并讨论了温度及预应力对其振动响应的影响.预应力对磁滞及理想磁化模型的超磁致伸缩微致动器模型输出位移的影响变化趋势相同,都出现"翻转"... 考虑温度及预应力的影响,建立了应用于车削加工系统的超磁致伸缩微致动器动力学模型,并讨论了温度及预应力对其振动响应的影响.预应力对磁滞及理想磁化模型的超磁致伸缩微致动器模型输出位移的影响变化趋势相同,都出现"翻转"现象,在激励磁场小幅值范围内,系统的输出位移随着预应力的增加而减小,随着激励幅值的增加而增加;当激励磁场幅值较小时,温度对输出位移的影响较小,但是当激励磁场幅值较大时,输出位移随着温度的升高而明显减小.该结果对如何处理预应力、温度、超磁致伸缩材料的滞回的影响提供了理论依据. 展开更多

关键词 滞回模型 超磁致伸缩微致动器 车削系统 动力学模型 振动响应

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基于实验的超磁致伸缩微致动器动力学特性分析

13

作者 李东 袁惠群 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期245-248,288,共5页

基于超磁致伸缩微致动器实验所得的激励电流-磁致伸缩材料轴向位置-磁场强度三者之间的关系式,修正了厚壁线圈轴向电流-磁场理论公式.利用修正公式对超磁致伸缩微致动器动力学模型进行理论分析,得到了微致动器的振动响应;分析了修正系... 基于超磁致伸缩微致动器实验所得的激励电流-磁致伸缩材料轴向位置-磁场强度三者之间的关系式,修正了厚壁线圈轴向电流-磁场理论公式.利用修正公式对超磁致伸缩微致动器动力学模型进行理论分析,得到了微致动器的振动响应;分析了修正系数、偏置磁场及预压应力对微致动器的影响.结果表明:修正系数对微致动器动力学特性影响十分明显,当修正系数K′=1.24时,基于实验拟合函数与基于厚壁线圈电流-磁场理论公式所得到的微致动器的输出位移与输入激励电流之间的滞回环完全吻合;微致动器振动响应具有明显的非线性特性,而且修正系数对其影响很大.偏置磁场与预压应力对微致动器的幅频特性影响也十分明显. 展开更多

关键词 超磁致伸缩微致动器 滞回特性 非线性 解析解 实验曲面拟合 幅频特性

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超磁致伸缩式AEB系统纵向避撞算法及仿真验证

14

作者 刘振华 查竞舟 《时代汽车》 2024年第20期183-185,共3页

提出一种以超磁致伸缩致动器GMA为制动执行机构的超磁致伸缩式AEB(autonomous emergency braking system,自动紧急制动系统)系统,该系统能够实现车身轻量化、快速制动和主动制动的效果。对比了五种避撞算法在超磁致伸缩式AEB系统的作用... 提出一种以超磁致伸缩致动器GMA为制动执行机构的超磁致伸缩式AEB(autonomous emergency braking system,自动紧急制动系统)系统,该系统能够实现车身轻量化、快速制动和主动制动的效果。对比了五种避撞算法在超磁致伸缩式AEB系统的作用下的纵向避撞效果。以碰撞时间来判断避撞效果的TTC算法;以制停后前后两车相对距离为避撞效果的4种安全距离算法:Mazda算法、Honda算法、Berkeley算法和SeungwukMoon算法。以均能实现车辆避撞为前提(车速为10~80km/h),将4种安全距离算法的前后两车相距最小安全距离d0值设置为18m。搭建PreScan/Simulink的联合仿真平台,对比五种算法的避撞效果。最终仿真结果表明,TTC算法避撞效果最佳。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 超磁致伸缩式AEB系统 TTC算法 安全距离算法 联合仿真

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基于轴向非均匀磁场的GMA磁滞主动抑制研究

15

《南昌工程学院学报》 CAS 2008年第6期F0003-F0003,共1页

项目以稀土超磁致伸缩致动器（GMA）为对象，针对其磁滞非线性展开研究。稀土超磁致伸缩微驱动器（GMA）输出位移具有很强的磁滞非线性，严重影响了GMA系统的控制精度。抑制或减弱其磁滞误差是GMA研究取得突破的关键。

关键词 磁滞误差 GMA 非均匀磁场 超磁致伸缩致动器 轴向 微驱动器 控制精度 非线性

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前车制动工况下自车避撞策略研究

16

作者 刘振华 张志懿 罗后跟 《汽车测试报告》 2024年第13期152-154,共3页

以超磁致伸缩致动器为制动执行机构,应用AEB系统的分层控制策略,并搭建Prescan/Simulink/CarSim的联合仿真平台,验证前车制动工况下的避撞效果。仿真结果表明,AEB算法介入较为及时,超磁致伸缩制动器模型产生的制动压力可有效制停自车,... 以超磁致伸缩致动器为制动执行机构,应用AEB系统的分层控制策略,并搭建Prescan/Simulink/CarSim的联合仿真平台,验证前车制动工况下的避撞效果。仿真结果表明,AEB算法介入较为及时,超磁致伸缩制动器模型产生的制动压力可有效制停自车,并且在前车4种制动工况下,自车制停后与前车最短距离为1.98~2.54 m,可有效实现避撞,较好地提高自车的主动安全性能。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 AEB系统 前车制动 联合仿真 主动安全

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GMA的温度特性分析及热形变被动补偿方法研究 被引量：2

17

作者 刘慧芳 马凯 +2 位作者 梁全 谷艳玲 王汉玉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期149-156,共8页

利用超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应特性制成的磁致伸缩智能构件,位移输出精度可达亚微米级,这为精密与超精密加工领域提供了新的驱动解决方案,这种精密微驱动过程是依靠智能材料的功能性实现的。然而,在磁致伸缩智能构件工作过程中,线... 利用超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应特性制成的磁致伸缩智能构件,位移输出精度可达亚微米级,这为精密与超精密加工领域提供了新的驱动解决方案,这种精密微驱动过程是依靠智能材料的功能性实现的。然而,在磁致伸缩智能构件工作过程中,线圈的焦耳热损耗、材料磁滞与涡流损耗等因素会导致其温度升高,并伴随着材料出现热变形、磁致伸缩系数不稳定等问题,从而严重影响系统的输出性能。为降低温升对磁致伸缩智能构件工作性能的影响,对超磁致伸缩致动器的温度变化特性进行了深入分析,提出一种热形变被动补偿机构,完成了具有热形变自补偿功能的超磁致伸缩致动器设计。实验结果表明,磁致伸缩致动器的主要发热形式和发热源,取决于激励电流形式、工作频率;所设计的超磁致伸缩致动器在工作过程中能够对热形变自动进行补偿。研究结果为提高磁致伸缩智能构件在精密与超精密驱动领域应用过程中的工作精度提供了一种途径。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 温度 热形变 被动补偿

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考虑介电常数影响的GMA内部磁场特性分析 被引量：1

18

作者 李东 袁惠群 +1 位作者 李智军 李莹 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1456-1460,共5页

以Maxwell's方程为基础,结合超磁致伸缩材料压磁方程,建立了考虑介电常数、预压应力等参数的超磁致伸缩材料内部磁场径向分布模型,并对其进行了理论分析和数值仿真.讨论了介电常数、预压应力、激励频率等参数对材料内部磁场分布及... 以Maxwell's方程为基础,结合超磁致伸缩材料压磁方程,建立了考虑介电常数、预压应力等参数的超磁致伸缩材料内部磁场径向分布模型,并对其进行了理论分析和数值仿真.讨论了介电常数、预压应力、激励频率等参数对材料内部磁场分布及滞回特性的影响.结果表明,超磁致伸缩材料径向内部磁场分布具有明显的集肤效应和滞回特性;受电导率与介电常数共同影响,材料的磁场分布出现了双峰现象;沿磁致伸缩材料半径增大方向,外激励磁场与材料内部磁场的滞回特性逐渐减弱,磁场损耗随之降低;随着预压应力的增大,材料内部的集肤效应逐渐减小. 展开更多

关键词 超磁致伸缩微致动器 介电常数 双峰 内部磁场 集肤效应 滞回

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伺服阀用液压放大式GMA的设计及建模 被引量：8

19

作者 杨朝舒 何忠波 +2 位作者 李冬伟 崔旭 薛光明 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第6期963-966,971,共5页

针对超磁致伸缩致动器输出位移有限,无法直接驱动伺服阀阀芯运动的问题,设计了一种基于柔性活塞的新型液压式微位移放大机构:由超磁致伸缩(GMM)棒驱动大活塞变形,并通过密闭容腔内的油液在小活塞端将GMM棒的输出位移放大。建立了超磁致... 针对超磁致伸缩致动器输出位移有限,无法直接驱动伺服阀阀芯运动的问题,设计了一种基于柔性活塞的新型液压式微位移放大机构:由超磁致伸缩(GMM)棒驱动大活塞变形,并通过密闭容腔内的油液在小活塞端将GMM棒的输出位移放大。建立了超磁致伸缩致动器及其液压式微位移放大机构的耦合模型,采用弹性小挠度理论,有限元法和液压弹簧刚度理论对放大机构进行了分析和优化,并制作了样机。仿真和实验表明,所设计的液压式微位移放大机构可将GMM棒位移放大3.2倍,所建立的耦合模型较准确,误差在10%以内。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 液压位移放大 弹性小挠度理论 有限元法 液压弹簧刚度

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