本文關(guān)鍵詞：磁控形狀記憶合金傳感器設(shè)計與信號處理研究

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【摘要】：磁控形狀記憶合金(MSMA)是一種具有可逆性特點的新型功能材料,對偏置磁場下變形的MSMA材料施加較高頻率的動態(tài)力,檢測線圈兩端可輸出較大的感應(yīng)電壓信號,利用該特性可研制MSMA傳感器�；诖趴匦螤钣洃浐辖鹉嫣匦栽O(shè)計的傳感器是自動檢測技術(shù)領(lǐng)域、電機(jī)控制領(lǐng)域中的重要研究內(nèi)容之一。本文開展了MSMA傳感器建模,MSMA傳感器樣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和基于小波分析的MSMA傳感器的信號處理等工作。本文首先利用MSMA的逆特性,建立MSMA傳感器的逆特性模型,推導(dǎo)出MSMA傳感器的感應(yīng)電壓輸出表達(dá)式。在預(yù)壓力和偏置磁場恒定的條件下,研究了感應(yīng)電壓與激振力的頻率之間的關(guān)系。其次,在MSMA傳感器的理論基礎(chǔ)上,進(jìn)行MSMA傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。利用Mag Net電磁仿真軟件對MSMA傳感器偏置磁場大小的可控性進(jìn)行分析,確定了MSMA傳感器的鐵心優(yōu)化結(jié)構(gòu)并制作MSMA傳感器的樣機(jī),搭建MSMA傳感器實驗系統(tǒng)。MSMA傳感器感應(yīng)電壓的實驗結(jié)果與理論計算結(jié)果進(jìn)行比較,驗證了MSMA傳感器模型的正確性。最后,開展基于小波分析的MSMA傳感器的信號處理與故障檢測研究工作。由于MSMA傳感器輸出的感應(yīng)電壓存在較大的干擾,需要對感應(yīng)信號進(jìn)行數(shù)字濾波以提取有效數(shù)據(jù)。在小波分析濾波原理基礎(chǔ)上,采用db5小波數(shù)字濾波算法,將不同頻段的感應(yīng)電壓信號進(jìn)行軟閾值濾波,并通過小波分解MSMA傳感器的感應(yīng)信號進(jìn)行故障檢測。由小波濾波結(jié)果與硬件濾波進(jìn)行比較可以看出,小波分析具有理想的濾波效果,可用于MSMA傳感器的信號處理與故障檢測。
【關(guān)鍵詞】：磁控形狀記憶合金 感應(yīng)電壓 模型 傳感器
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212;TN911.7
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 磁控形狀記憶合金概述12-14
• 1.3 磁控形狀記憶合金傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 論文選題意義及研究內(nèi)容18-19
• 1.4.1 本文研究意義18
• 1.4.2 本文研究主要內(nèi)容18-19
• 1.5 章節(jié)安排19-21
• 第2章 磁控形狀記憶合金傳感器模型建立21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 MSMA逆特性21-27
• 2.2.1 MSMA的形狀記憶效應(yīng)21-23
• 2.2.2 MSMA的逆特性23-27
• 2.3 MSMA傳感器的逆特性模型27-31
• 2.3.1 MSMA材料的運動學(xué)模型27-28
• 2.3.2 MSMA傳感器感應(yīng)電壓模型28-31
• 2.4 傳感器模型計算結(jié)果分析31-34
• 2.4.1 感應(yīng)電壓的計算波形31-33
• 2.4.2 感應(yīng)電壓峰-峰值與頻率的關(guān)系33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 磁控形狀記憶合金傳感器設(shè)計35-57
• 3.1 引言35
• 3.2 MSMA傳感器樣機(jī)設(shè)計35-43
• 3.2.1 MSMA傳感器基本模塊設(shè)計35-38
• 3.2.2 MSMA傳感器鐵心結(jié)構(gòu)優(yōu)化38-41
• 3.2.3 MSMA傳感器樣機(jī)制作41-43
• 3.3 MSMA傳感器實驗系統(tǒng)43-48
• 3.4 MSMA特性綜合測試儀48-53
• 3.4.1 測試儀的功能模塊48-50
• 3.4.2 測試儀的主要模塊實現(xiàn)50-53
• 3.5 實驗結(jié)果分析53-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第4章 磁控形狀記憶合金傳感器信號處理研究57-74
• 4.1 引言57
• 4.2 小波分析理論57-59
• 4.3 基于小波分析的MSMA傳感器信號處理59-68
• 4.3.1 基于小波分析的數(shù)字濾波器設(shè)計59-63
• 4.3.2 實驗結(jié)果分析63-68
• 4.4 MSMA傳感器故障檢測68-72
• 4.4.1 基于小波分析的MSMA傳感器故障檢測68-70
• 4.4.2 MSMA傳感器故障檢測結(jié)果分析70-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果82-83
• 致謝83-84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：705314