MSMA驅(qū)動(dòng)器精密定位技術(shù)研究.pdf

1、磁控形狀記憶合金(Magnetically Controlled Shape Memory Alloy，簡(jiǎn)稱MSMA)，也被稱作鐵磁形狀記憶合金，它兼有溫控和磁控形狀記憶效應(yīng)。該材料與其它智能材料相比，還具有響應(yīng)速度快、能量密度高、變形量大等優(yōu)良特性，已成為智能材料應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。但是，由于MSMA固有的磁滯非線性特性和溫度敏感性，制約了MSMA材料在高精密定位系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用。為此，本文以Ni2MnGa磁控形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器為研究對(duì)象

2、，對(duì)其力-磁-熱多場(chǎng)作用下的驅(qū)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究與分析預(yù)測(cè)，利用仿真技術(shù)驗(yàn)證了MSMA驅(qū)動(dòng)器精密定位的最佳耦合條件，利用磁疇壁運(yùn)動(dòng)微觀理論分析MSMA磁滯非線性現(xiàn)象的成因，提出采用提高擬合精度、增強(qiáng)補(bǔ)償能力和優(yōu)化控制方法等策略減小MSMA磁滯非線性來提高驅(qū)動(dòng)器精密定位精度。論文受到湖北省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“雙余度高頻大流量自感知伺服閥關(guān)鍵技術(shù)研究”(2015CFAl14)的資助，開展的主要研究工作如下:
　　(1)對(duì)MSMA

3、力-磁-熱多場(chǎng)耦合驅(qū)動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，總結(jié)外加壓力、溫度和磁感生應(yīng)變與MSMA形變的關(guān)系，通過加載動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)，分析獲得該材料的磁滯非線性曲線。
　　(2)基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用能量守恒定律和熱力學(xué)理論，構(gòu)建MSMA多場(chǎng)耦合模型，該模型利用參數(shù)辨識(shí)方法，預(yù)測(cè)了多場(chǎng)耦合曲線;設(shè)計(jì)了MSMA多場(chǎng)耦合裝置，利用仿真技術(shù)驗(yàn)證了MSMA驅(qū)動(dòng)器精密定位最佳耦合條件。
　　(3)利用磁疇壁運(yùn)動(dòng)微觀理論分析MSMA磁滯非線性現(xiàn)象的成因，提出采