考慮磁滯瞬態(tài)損耗的GMA在振動主動控制中的應用.pdf

1、隨著技術(shù)的發(fā)展，柔性結(jié)構(gòu)的應用日益廣泛，特別是在精密儀器儀表的測量與使用場合。由于柔性結(jié)構(gòu)的大撓度、小阻尼等特點，結(jié)構(gòu)的振動依靠自身衰減需要很長時間，影響儀器的準確性，因而需要對柔性結(jié)構(gòu)的振動進行主動控制。超磁致伸縮致動器以其響應快，應變大的特點，在振動主動控制中越來越廣泛。本文以超磁致伸縮致動器的動態(tài)模型為基礎(chǔ)，以懸臂梁為被控對象，研究了超磁致伸縮致動器在考慮磁滯損耗時對懸臂梁的振動主動控制。主要完成了以下研究工作：
　?。?）

2、研究了超磁致伸縮致動器（GMA）的結(jié)構(gòu)設(shè)計。考慮磁滯損耗的影響，采用堆疊結(jié)構(gòu)的GMM棒，完成GMA整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時對GMA進行了電磁分析，驗證結(jié)構(gòu)的合理性，并完成了GMA實物的加工。
　?。?）研究了磁滯損耗。為了考慮磁滯損耗的影響，引入了磁滯損耗滯后的概念，并將磁滯損耗以虛部的形式反映到壓磁方程的相關(guān)參數(shù)上，建立了致動器的動態(tài)模型。搭建了阻抗測試實驗平臺，通過實驗測得了致動器線圈的阻抗-頻率關(guān)系曲線，并求得了磁滯損耗所產(chǎn)生的相

3、位滯后角的大小。
　　（3）研究了系統(tǒng)建模，包括懸臂梁的動態(tài)微分方程、超磁致伸縮致動器的傳遞函數(shù)模型，利用ANSYS分析確定了懸臂梁的各參數(shù)，研究了獨立模態(tài)空間控制方法，完成了模態(tài)增益等參數(shù)的求取。完成了懸臂梁的實物加工。
　　（4）研究了模糊PID控制的設(shè)計。在傳統(tǒng)PID控制的基礎(chǔ)上，通過MATLAB完成了PID控制器的初始參數(shù)整定，將模糊控制與傳統(tǒng)PID控制結(jié)合，根據(jù)實際的控制經(jīng)驗，得到了具有一定自適應能力的控制器。最后

4、通過仿真得到了在模糊PID控制器作用下系統(tǒng)對階躍輸入的響應曲線。
　?。?）研究了振動主動控制系統(tǒng)實驗。以LabVIEW為編程軟件，結(jié)合已有的設(shè)備條件，搭建了振動主動控制實驗系統(tǒng)，研究了在隨機激勵和激振器激勵下，致動器的輸出對懸臂梁振動曲線的不同影響。
　　本課題建立超磁致伸縮致動器在磁滯損耗下的動態(tài)模型，并將其應用到柔性結(jié)構(gòu)的振動主動控制中，獲得了較好的振動控制效果，為超磁致伸縮致動器在振動主動控制中的進一步實際應用提供一