超磁致伸缩执行器自感知机理研究

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1、第!"卷第#期浙!江!大!学!学!报!工学版"=(->!"?(>#$%%&年#月’()*+,-(./0123,+45+361*7389!:+43+11*3+4;<31+<1"@,9$%%&超磁致伸缩执行器自感知机理研究徐爱群"!$!项占琴"!陈子辰"!吕福在"!唐志峰""">浙江大学现代制造工程研究所$浙江杭州L"%%$&’$>嘉兴学院机械工程学系$浙江嘉兴L"!%%"#摘!要#为了能有效地减小微器件的体积并实现同位控制$提出了超磁致伸缩执行器同时作为执行器和传感器的自感知工作原理>分析了超磁致伸缩执行器作为双向换能器的自感知物理基础$以此建立了执行器和传感器的能量耦合模

2、型>根据磁致伸缩材料的压磁方程$并结合励磁线圈的截面积%匝数及磁致伸缩棒的截面积%长度%弹性模量%压磁系数等$推导了感知力和感知速度的计算方法>提出了利用桥路法在强驱动信号的背景下提取感知信号的方法$在研制的执行器自感知实验系统上$验证了力感知和速度感知方法的有效性>关键词#超磁致伸缩’执行器’自感知’双端换能器中图分类号#MN$&!>#!!!!!文献标识码#O!!!!!文章编号#"%%FE&LP"$%%&#%#%&%#%!!"#$%&"’&(’)*+(’,(*#"-$./)’"0-&0+(,0(1"/,02/0-+"$$$PQO?R/0,+HK3+"$ST:?/3H<0

3、1+"$U=V)HC,3"$MO?R/03H.1+4"P5O3HK)+""!"#$%&%’%()*+),(-#+.#’*./%’-
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6、D80,8801734+,-B,7D*361+3+,7)W1*W(B1*B1*1W*171+81D>M01*17)-87(.80171-.H71+73+41JW1*3I1+879781II,+3.1781D80,8801<,-<)-,83(+,WW*(,<0(.71-.H71+73+4.(*<1,+D61-(<389B,71..1<8361>5"67-+8&&I,4+18(78*3<83(+’,<8),8(*’71-.H71+73+4’X3D3*1<83(+,-8*,+7D)<1*!!超磁致伸缩执行器是利用外加可控的变化磁场一体的自感知执行器具以下特点&"#驱动控制点与来

7、控制超磁致伸缩材料的伸缩运动$利用该特性研检测点为同一位置点$可达到同位控制$以提高控制制的微执行器被广泛应用在主动控制领域里>随着精度’$#封装在一起的执行器!传感器可减少控制系微执行器研究的不断深入$要求执行器和传感器的统所需要的器件数量$提高系统的可靠性’L#可有效精度更高%结构更紧凑%尺度更小$以适应微机电系减小器件的尺寸>目前对于压电自感知现象研究的统精确控制及有限空间的需要>自感知执行器是智较多$而对于超磁致伸缩执行器的自感知现象研究)"HL*能材料微执行器发展的趋势$自感知执行器主要有报道较少>本文在分析超磁致伸