基于Preisach磁滞理论的超磁致伸缩驱动器建模.pdf

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1、2013年10月机床与液压Oct．2013第41卷第l9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．19．037基于Preisach磁滞理论的超磁致伸缩驱动器建模徐鸿翔，陈龙，朱玉川1,2，蒋鑫(1．南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，江苏南京210016；2．浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：超磁致伸缩驱动器具有响应快、输出应变大、机电转化效率高等优点，

2、但因受超磁致伸缩材料内在的磁滞效应与磁一机耦合效应等因素影响，导致其输出位移存在较大滞环，大大降低了驱动器的输出位移精度，也影响了该材料及其致动器更广泛的应用。为了有效地设计和使用超磁致伸缩驱动器，需要建立准确描述其磁滞非线性的数学模型。在经典Preisach模型的基础上建立了超磁致伸缩驱动器的Preisach磁滞数值模型，并通过对Preisach限制三角形的离散划分，依赖大量实验数据辨识了该模型的参数，并进行了超磁致伸缩驱动器磁滞输出实验研究。实验结果表明：该Preisaeh磁滞模型能较好地描述

3、准静态下超磁致伸缩驱动器的磁滞现象，对指导超磁致伸缩驱动器位移精度的提高具有一定意义。关键词：Preisach滞回模型；超磁致伸缩驱动器；参数辨识中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)19—130—3ModelingofGiantMagnetostrictiveActuatorBasedonPreisachTheoryxuHongxiang，CHENLong，ZHUYuchuan，JIANGXin(1．JiangsuKeyLaboratoryofPrecisi

4、onandMicro—ManufacturingTechnology，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，NanjingJiangsu210016，China；2．StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl，ZhejiangUniversity，HangzhouZhejiang310027，China)Abstract：Thegiantmagnetostrictiveactuato

5、r(GMA)hassomeadvantages，suchasfastresponse，largemagnetostrictivestrain，highelectromechanicaltransformationefficiencyand80on．However，theGMAexhibitesnonlinearcharacteristicsofmagnetic-elasticcouplingandfrequency-dependenthysteresis．whichseverelyhinderst

6、heaccuracyofGMA’8outputdisplacementaswellasitsfurtherapplications．InordertodesignandusetheGMAeffectively，asuitablehysteresisnonlinearitymodelshouldbeestablished．APreisach—basednumericalmodelfordescribingthenolinearhysteresisofGMAwasderivedonthestudyof

7、theclassicPreisachmodel，andthePreisachrestrictplanewasdiscretizedintoLevelsuniformly，andalotofexperimentdatawerecarriedtoidentifytheparame·tersofPreisach—basednumericalmode1．Theresultsrevealthatthehysteresisnolinearmodelcanwelldescribethepracticalsitu

8、ation．IthasguidingsignificanceforimprovingthepositioningprecisionofGMA．Keywords：Preisachmodel；Giantmagnet0strictiveactuator；Parameteridentification稀土超磁致伸缩材料(GiantMagnetostrictiveMa-量研究并取得一些研究成果，简单地来说分为两大terial，GMM)是21世纪一种极具战略性的新型智能类：其一是基于材料物理特