GMM智能構(gòu)件動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方法及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超磁致伸縮材料(Giant Magnetostrictive Material，GMM)是一種可以在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生伸縮變形的智能材料，利用其磁致伸縮特性制成的GMM智能構(gòu)件具有高頻率響應(yīng)、大輸出位移、高精度等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于超精密加工、超精密位移傳感器、主動(dòng)振動(dòng)控制等領(lǐng)域。然而GMM在磁致伸縮過(guò)程中，存在復(fù)雜的電-磁-機(jī)耦合現(xiàn)象，這對(duì)GMM智能構(gòu)件的研制及其控制帶來(lái)很大的難度，因此，對(duì)GMM智能構(gòu)件的動(dòng)態(tài)測(cè)試與信號(hào)處理分析進(jìn)行研

2、究，為GMM智能構(gòu)件結(jié)構(gòu)優(yōu)化和精確控制提供依據(jù)，是很有理論指導(dǎo)意義并且具有重要的應(yīng)用價(jià)值的。
　　鑒于目前針對(duì)超磁致伸縮智能構(gòu)件的動(dòng)態(tài)測(cè)試及其信號(hào)分析的不足，本論文引入虛擬儀器技術(shù)，利用Labview與Matlab混合編程，結(jié)合所選硬件，搭建了有效而又完整的GMM智能構(gòu)件動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)，并利用此測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試了GMM智能構(gòu)件頻率響應(yīng)特性、磁滯特性、鏜桿本體振動(dòng)模態(tài)與固有頻率、電渦流傳感器靜態(tài)輸出特性；建立了GMM磁滯特性離線補(bǔ)償方

3、案并設(shè)計(jì)了電渦流傳感器信號(hào)調(diào)理電路，提高了系統(tǒng)的測(cè)試精度與加工精度。
　　論文第一章在閱讀了大量的國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題GMM的實(shí)際應(yīng)用狀況，首先闡明了課題的來(lái)源及其意義；進(jìn)而介紹了超磁致伸縮材料的發(fā)展歷程及其主要特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域；總結(jié)了虛擬儀器的特點(diǎn)及其在測(cè)試系統(tǒng)建立中的應(yīng)用現(xiàn)狀；最后闡述了論文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　第二章主要闡述了活塞異型孔的加工方法并分析了加工精度的影響因素，分析了GMM智能構(gòu)件動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系

4、統(tǒng)的功能需求與性能要求，然后整合各功能需求，建立了GMM智能構(gòu)件動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)的總體方案。
　　第三章在分析測(cè)試系統(tǒng)功能需求基礎(chǔ)上，完成對(duì)GMM智能構(gòu)件動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方案的建立。進(jìn)而根據(jù)各測(cè)試方案完成對(duì)位移傳感器、信號(hào)發(fā)生器等硬件的選型。最后介紹了測(cè)試系統(tǒng)硬件的總體框架并概述各硬件的性能參數(shù)。
　　第四章概述了Labview與Matlab混合編程實(shí)現(xiàn)的方法并介紹了測(cè)試系統(tǒng)軟件系統(tǒng)框架，對(duì)系統(tǒng)框架進(jìn)行了模塊化劃分。深入分析了數(shù)

5、據(jù)采集與保存的實(shí)現(xiàn)方法以及數(shù)據(jù)處理模塊所涉及的理論，并對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行了調(diào)試以驗(yàn)證其準(zhǔn)確性，為活塞異型孔精密加工信號(hào)采集、處理與分析提供可靠依據(jù)。
　　第五章利用所建立的GMM智能構(gòu)件動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)完成了對(duì)GMM智能構(gòu)件頻率特性、鏜桿本體模態(tài)、GMM磁滯非線性、電渦流傳感器靜態(tài)輸出特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究；針對(duì)GMM磁滯非線性建立了離線補(bǔ)償機(jī)制，設(shè)計(jì)了電渦流傳感器信號(hào)調(diào)理電路并最終進(jìn)行了活塞異型孔精密加工實(shí)驗(yàn)。
　　第六章歸納