基于超磁致伸缩加工非圆柱孔控制方法研究

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1、1941071ADissertationSubmittedtoZhejiangUniversityfortheMasterDegreeofScienceControlMethodresearchofMachiningNon—cylindricalboreBasedOnGiantCandidate：MagnetostrictiveYueWangSupervision：Prof．YijieWuSpecialty：MechanicalManufacturing&AutomationCollegeofMechanicalEngineering，ZhejiangUnive

2、rsityJune，2010浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝塑太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：互，侈◆签字日期：劢／秒年罗月厂日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江太堂可以将学位论

3、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：冽口年互恍／3歹月f日钠擗：研扩签字日期．似Q年彳月莎日活塞是内燃机的关键零件，为了改善活塞销孔应力状况，延长活塞使用寿命，通常将其销孔设计为带喇叭形或椭圆形的非圆柱孔。而基于超磁致伸缩材料(GMM)的数控变形镗杆加工法具有结构简单、柔性好、频响和加工精度高等特点，因此对超磁致伸缩加工非圆柱孔控制系统进行研究是具有重要应用价值和意义的。第一章介绍了非圆柱孔微位移驱动机构的及其控制系统的国内外研究现

4、状。根据超磁致伸缩加工非圆柱孔的优势和存在问题，提出了本论文的选题意义，并给出了论文的主要研究内容。第二章通过对非圆柱孔的几何结构特征分析，结合超磁致伸缩材料的特性，根据作者所在实验室自行设计的GMM智能构件，详细叙述了超磁致伸缩加工非圆柱孔的实现原理，建立了线圈驱动电流与智能构件变形量之间的数学模型，并通过实验获得了线圈驱动电流与GMM智能构件变形量之间的关系曲线。第三章根据主从分布式原理，设计了超磁致伸缩加工非圆柱孔控制系统整体结构及硬件组成，采用上位机PC和下位机DSP联合控制的结构，并详细设计了各硬件组成模块。主要包括DSP驱动模块、多个传感器模块、线性

5、功率放大模块的设计。第四章通过对控制系统的需求分析，使用LabVIEW图形编程语言在Windows平台上开发了上位机控制软件。结合人机工程学原理设计了主程序界面，利用等角度圆弧插补法实现了加工数据的预处理，制定了基于RS232总线的通信协议实现了上下位机的交互。最后给出了下位机DSP软件整体结构。第五章针对GMM磁滞非线性对控制加工的影响，建立了基于GMM智能构件的Preisach磁滞补偿模型。然后对基于Preisach模型的开环前馈补偿控制进行实验研究。第六章概括了本论文的主要工作并进行了展望。关键字：超磁致伸缩非圆柱孔加工控制系统flexibility,hi

6、ghfrequencyresponseandhi曲precisionmachining，SOithaspracticalvalueandsignificancetoresearchmagnetostrictiveprocesscontrolsystemofnon-cylindricalbore．Inchapter1，researchonmicro—displacementmechanismanditscontrolsystemisstated．Accordingtotheadvantagesandproblemsofmagnetostrictivemachini

7、ngofnon-cylindricalbore，thesignificanceofthisthesistopicsareproposedandthemainresearchcontentsareexplained．Inchapter2，withtheGMMintelligentcomponentwhichwasdesignedbyauthor’Slaboratory,theprincipleofmagnetostrictivemachiningofnon—cylindricalborehasbeenstatedaccordingtonon—cylindrical

8、boregeometry