本文關鍵詞：磁控形狀記憶合金高精度驅動器研究

  更多相關文章： MSMA驅動器 磁滯非線性 神經(jīng)網(wǎng)絡 磁滯模型 控制方法

【摘要】：磁控形狀記憶合金（Magnetically Controlled Shape MemoryAlloy，MSMA）被譽為制造驅動器的最理想材料之一，用該材料制作的驅動器，能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)中對高頻響大行程微驅動器的控制要求，但MSMA固有的磁滯非線性制約了MSMA驅動器在高精度控制領域的應用。為了提高MSMA驅動器的控制精度，本文在武漢市科技計劃項目（201010621231）的支持下，以芬蘭AdaptaMat公司生產(chǎn)的NiMnGa磁控形狀記憶合金為主要材料，展開了相關的研究工作。主要研究內容如下： 1．從MSMA材料的應變機理入手，利用多場耦合實驗設備，對NiMnGa磁控形狀記憶合金的特性進行了研究，，分析了磁場、外力和溫度與MSMA形變量之間的關系。通過加載動態(tài)磁場，獲取了該材料的磁滯非線性曲線。 2.通過理論計算，設計了MSMA驅動器的磁路，并利用仿真軟件驗證了磁路可行性。在此基礎上，對MSMA驅動器的整體結構進行了設計。 3.針對傳統(tǒng)方法無法達到較高建模精度的問題，利用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡的建模原理實現(xiàn)了磁滯非線性的建模，為了解決神經(jīng)網(wǎng)絡不能逼近一對多映射的問題，以Sigmoid函數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡隱含層的激勵函數(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡中的學習算法采用了能夠提高訓練速度的Levenberg-Marquardt優(yōu)化算法。通過編寫循環(huán)程序，得到了最佳隱含層神經(jīng)元個數(shù)，利用權值和閾值建立了人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型公式。 4.為了實現(xiàn)MSMA驅動器的高精度控制和消除磁滯非線性的影響，通過PID原理、逆模型補償原理和模糊控制原理，建立了五種MSMA驅動器磁滯非線性控制系統(tǒng)，得出了傳統(tǒng)PID控制方法和前饋逆補償控制方法誤差都比較大，基于逆模型的PID復合控制能夠進一步提高了控制系統(tǒng)的控制精度，模糊PID控制在逆模型PID復合控制的基礎上進一步提高了系統(tǒng)的控制精度；相較與模糊PID控制，基于逆模型的模糊PID控制的整體誤差偏小，采用基于逆模型的模糊PID控制方法的控制效果最佳，建立的系統(tǒng)仿真模型所能達到的最大誤差為0.1163um，實現(xiàn)了MSMA驅動器控制系統(tǒng)高精度的控制。
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.6

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 翁玲;王博文;孫英;李淑英;楊慶新;;磁場和應力作用下的超磁致伸縮換能器的動態(tài)模型[J];電工技術學報;2008年12期

2 魯軍;王鳳翔;;差動式磁控形狀記憶合金旋轉執(zhí)行器[J];電機與控制學報;2008年06期

3 李愛群;陳鑫;左曉寶;;鐵磁形狀記憶合金研究進展與展望(Ⅰ):材料、力學特性[J];防災減災工程學報;2011年01期

4 李愛群;陳鑫;左曉寶;;鐵磁形狀記憶合金研究進展與展望(Ⅱ):本構模型[J];防災減災工程學報;2011年02期

5 張慶新;王鳳翔;張紅梅;;磁控形狀記憶合金Ni_2MnGa解析模型及特性[J];遼寧工程技術大學學報;2006年05期

6 毛健;趙紅東;姚婧婧;;人工神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)展及應用[J];電子設計工程;2011年24期

7 李欣欣;王文;陳戩恒;陳子辰;;Jiles-Atherton模型的超磁致伸縮驅動器磁滯補償控制[J];光學精密工程;2007年10期

8 陳輝;譚永紅;周杏鵬;張亞紅;董瑞麗;;壓電陶瓷執(zhí)行器的動態(tài)模型辨識與控制[J];光學精密工程;2012年01期

9 王彬;屈穩(wěn)太;鄔義杰;劉孝亮;彭黃湖;;超磁致伸縮材料磁滯建模方法國內外研究現(xiàn)狀評述[J];功能材料;2013年16期

10 張慶新,王鳳翔,楊靜,高云紅;一種新型MSMA差動式驅動器的研究[J];機器人;2005年05期

本文編號：1159728