磁控形状记忆合金振动发电机结构设计与特性研究

《磁控形状记忆合金振动发电机结构设计与特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级公开UDC学位论文题目：磁控形状记忆合金振动发电机结构设计与特性研究研究生姓名：颉玉寰学科专业名称：控制理论与控制工程研究方向：微智能执行器与智能控制论文类型：应用型申请学位：工学硕士指导教师姓名：张庆新指导教师职称：教授指导教师单位：沈阳航空航天大学论文提交日期：2015年01月06日论文答辩日期：2015年03月10日沈阳航空航天大学2015年03月SHENYANGAEROSPACEUNIVERSITYTHESISFORMASTER’SDEGREESTRUCTURALDESIGNANDCHARACTERISTICSOFMAGNETICSHAPEMEMORYALLOYVIBRAT

2、IONGENERATORCandidate：YuhuanXieSupervisor：QingxinZhangSpecialty:ControlTheoryandControlEngineeringDate:March，2015沈阳航空航天大学硕士学位论文摘要环境中普遍存在的振动能量是能源研究者近年来发现的新的能源资源。振动发电就是将机械振动通过一定的技术转化为电能的过程，主要包括电磁感应技术、压电技术和利用智能材料的某些特性等。磁控形状记忆合金(MSMA)作为近年来的新兴智能材料，与其它智能材料相比，其具有更大的变形率、易于控制、可逆效应输出感应电压大等特点，迅速吸引了研究者的关注。本文在磁

3、控形状记忆合金(MSMA)基本特征的基础上，构建了MSMA振动发电机的基本构造框架。结构主要由磁路部分和测量元件组成，根据各组成部分的性能要求选取合适的器件材料和有关传感器，争取更有效的达到预期目标。然后通过对MSMA中马氏体变体和磁域特性的分析基础上，提出了利用MSMA进行发电的工作原理，并结合吉布斯自由能函数热力学原理，建立了MSMA振动发电机的数学模型，即输出感应电压与输入振动应力的数学关系。对所建立的数学模型进行MATLAB仿真分析，分别观测了输入振动应力的幅值和频率对发电机输出感应电压的影响，以便提出提高发电机输出响应的有效措施。最后利用虚拟仪器构建测试平台，创立人机交互界面，用户

4、可以按照一定的要求观测发电机的输出响应。测试结果与MATLAB仿真结果一致，且此种方式更方便用户操作，输出结果更加直观。同时还测试了当输出信号受到干扰时发电机的滤波效果。仿真实验验证了利用MSMA制作微型振动发电机的可行性及数学模型的正确性，为今后的MSMA振动发电机的发展打下良好基础。关键词：磁控形状记忆合金；振动发电；磁化强度；数学模型；虚拟仪器I沈阳航空航天大学硕士学位论文abstractIntheenvironment,commonvibrationalenergyisanewenergyresourcesdiscoveredbyenergyresearchersinrecentye

5、ars.Throughcertaintechniques,mechanicalvibrationisconvertedintoelectricalenergy.Thesetechniquesincludeelectromagneticinductiontechnology,piezoelectrictechnology,andusingthecertaincharacteristicsofsmartmaterials.Inrecentyears,asanewintelligentmaterial,magneticcontrolledshapememoryalloy(MSMA)haveadva

6、ntagesoflargerdeformationrate,easytocontrol,largeinductionvoltagewithreversibleeffectcomparedwithotherintelligentmaterial,soitattracttheattentionofresearchersquickly.Inthispaper,thebasicstructureframeworkoftheMSMAvibrationgeneratorisbuiltbasedonthebasiccharacteristicsofthemagneticcontrolledshapemem

7、oryalloy(MSMA).Thisstructureismainlycomposedofmagneticcircuitandmeasuringelement.Andappropriatecomponentmaterialsandtherelatedsensorsareselectedaccordingtotheperformancerequirementsofeachcomponentformoreeff