基于磁控形状记忆合金的自传感执行器控制技术研究

作     者：贺娜 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林成武

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：磁控形状记忆合金 自传感执行器 主动控制技术 

摘      要：磁控形状记忆合金英文缩写为MSMA,是一种新型的智能材料,主要成分为Ni-Mn-Ga合金,这种合金既具有磁控效应又具有形状记忆效应,同时,还具有在外力和外磁场适当作用下产生磁场的特性。其响应频率接近磁致伸缩材料,这种兼备形状记忆效应与超磁致伸缩现象的合金,弥补了传统记忆合金响应频率慢,应变量小的不足,是一种较理想的用于自传感执行器的智能材料。对磁控形状记忆合金施加磁场后,会产生形变;反之,当磁控形状记忆合金受外力作用发生形变时,其磁导率会产生变化。MSMA材料的这一特性,为研究和设计自传感执行器提供了理论基础。本文以振动的主动控制为研究背景,基于利用磁控形状记忆合金研制的自传感执行器研究振动的消振控制技术。 根据传感信号特征及材料励磁电压的要求设计了信号调理及控制电路,同时利用TMS320LF2407DSP作为系统的核心处理器,针对振动测试的背景,制作了振动检测的幅值与频率测量系统。 根据磁控形状记忆合金的特性,提出了将主动控制技术、前馈控制技术应用于自传感执行器的主动消振中。同时结合了解耦方法中的空分复用和时分复用方法,使传感信号与执行信号之间避免了耦合。 通过对系统进行的跟踪不同传感信号实验、实时控制实验、前馈控制实验及变频实验验证了将主动控制技术及前馈控制技术应用于基于MSMA材料研制的自传感执行器主动消振系统中,不仅能够实现对恒频振动的控制,还可以实现变频振动的主动消振。实验表明,利用磁控形状记忆合金研制的自传感执行器具有实际应用价值及理论研究价值。