超磁致伸缩驱动器自适应精密驱动控制研究

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1、第33卷第6期噪声与振动控制文章编号：1006．1355(2013)06-0001—04超磁致伸缩驱动器自适应精密驱动控制研究赵寅，杨斌堂，彭志科，孟光(上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海200240)摘要：超磁致伸缩驱动器(GMA)虽然具有很多优点，但是超磁致伸缩材料(GMM)在磁化过程中存在磁滞非线性，磁滞误差可达20％，要解决这一问题，必须对GMA采用精确有效的方法实现建模，并用于GMA驱动位移精密控制。研究中采用LMS算法对研制的GMA进行自适应系统模型辨识，用不同频率的正弦信号和方波信号作为输入，辨识模型都能精确逼近GMA输出信号

2、，辨识精度高达0．069m；最后采用Fx．LMS算法对GMA进行驱动位移控制实验，通过在线辨识有效减小磁滞误差，提高控制精度。关键词：振动与波；超磁致伸缩驱动器；磁滞回；驱动位移控制；在线辨识；Fx．LMS算法中图分类号：TP273．2文献标识码：ADOI编码：10．3969／j．issn．1006—1335．2013．06．001AdaptiveHighPrecisionDisplacementControlforGiantMagnetostrictiveActuatorsZHA0Yin，YANGBin—tang，PENGZhi-ke，MENGGua

3、ng(StateKeyLaboratoryofMechanicalSystemandVibration，ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240．China)Abslraet：Giantmagnetostrictiveactuator(GMA)hasmanyapplicationsintheareaofprecisiondrivingtechnology．However,giantmagnetostrictivematerial(GMM)hasitsinherentnonlinearitybehaviorsuc

4、hashysteresisduringthemagnetizationprocess，whichcarlinducetheerrorupto20％indisplacementcontro1．Tosolvethisproblem，theGMAneedstobemodeledbyapreciseandefectivemethod，SOthatthemodelcanbeappliedtoprecisedrivingcontrolofGMA．Inthisresearch，LMSalgorithmwasusedforadaptiveidentificationo

5、ftheGMAsystem，bywhichtheGMAsystemcouldbeeficientlymodeledonline．Theidentificationmodel，capableofachieving0．069gmprecision，CanaccuratelyapproachtheoutputdisplacementofGMAwithdiferenttypesofinputcurrentsignalsandfrequencies．Finally,theFx-LMSalgorithmwasemployedtoexecutethedisplace

6、mentcontroloftheactuator．Intheexperiment，anonlineidentificationprocedurewasemployedtoreducethehysteresisinfluenceandimprovethecontrolprecisionofthedisplacementdrivingofGMA．KeyWOl'd~：vibrationandwave；giantmagnetostrictiveactuator；hysteresis；displacementcontrol；onlineidentificatio

7、n：Fx—LMSalgorithm收稿日期：2012．02．19；修改日期：2012．05．06超磁致伸缩材料(GMM)是上世纪70年代迅速基金项目：国家自然科学基金(11172169；11125209)；发展起来的智能材料，具有伸缩系数大、机电耦合系机械系统与振动国家重点实验室重点基金数大、响应速度快、承载力强等优点n。在外加磁场(MSVZD201102)；作用下，GMM会沿磁化方向发生伸长或缩短变形，上海航天基金(HTJ10．08)利用这一原理制成的超磁致伸缩驱动器(GMA)具有作者简介：赵寅(1988。1，男，云南人，硕士研究生，主要研究响应时间

8、短、负载力大、低频性能好等特点。方向为非线性建模和振动主动控制。GMA在超精密加工、机器人以及