本文關(guān)鍵詞：基于逆磁致伸縮效應(yīng)的扭矩測(cè)量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，扭矩是反應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。實(shí)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)和動(dòng)態(tài)條件下的非接觸測(cè)量是扭矩傳感器的發(fā)展方向�；诖艔検降呐ぞ販y(cè)量原理具有非接觸、動(dòng)態(tài)特性好的優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合新型逆磁致伸縮材料的發(fā)展，使測(cè)量精度進(jìn)一步提高。 分析了逆磁致伸縮材料的研究進(jìn)展和應(yīng)用情況，確定了Fe基非晶態(tài)合金作為傳感器的逆磁致伸縮材料。利用逆磁致伸縮效應(yīng)，分析、設(shè)計(jì)了傳感器的結(jié)構(gòu)和測(cè)量方式。根據(jù)傳感器勵(lì)磁線圈的需要設(shè)計(jì)了高頻信號(hào)激勵(lì)源。針對(duì)輸出信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了信號(hào)處理電路，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的放大、檢波和濾波，得到了直流扭矩輸出信號(hào)。設(shè)計(jì)了基于ATmega128單片機(jī)的信號(hào)采集電路，并且把采集到的信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，以便對(duì)扭矩信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和分析。 利用虛擬儀器LabVIEW來設(shè)計(jì)上位機(jī)部分，上位機(jī)通過串口通信接收來自單片機(jī)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的實(shí)時(shí)顯示與存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用和數(shù)據(jù)分析處理等功能，不僅提高了系統(tǒng)智能化程度，還降低了硬件資源的使用成本。 根據(jù)動(dòng)態(tài)扭矩的標(biāo)定現(xiàn)狀設(shè)計(jì)了基于磁粉制動(dòng)器的動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)，介紹了磁粉制動(dòng)器的工作特性，給出了不同類型的扭矩加載信號(hào)。采用了基于模糊自適應(yīng)PID的控制方法，，通過對(duì)磁粉制動(dòng)器勵(lì)磁電流的控制使加載系統(tǒng)輸出的負(fù)載扭矩達(dá)到不同信號(hào)的要求。通過在Simulink下進(jìn)行建模和仿真，并與傳統(tǒng)PID控制相比較，得出模糊自適應(yīng)PID可以對(duì)輸出扭矩實(shí)施有效的控制，使加載系統(tǒng)輸出的扭矩信號(hào)更準(zhǔn)確。
【關(guān)鍵詞】：扭矩 逆磁致伸縮 磁粉制動(dòng)器 模糊自適應(yīng)PID
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH823.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 扭矩測(cè)量的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 逆磁致伸縮材料的發(fā)展與應(yīng)用13-14
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 扭矩傳感器的原理與設(shè)計(jì)16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 扭矩傳感器的原理介紹16-19
• 2.3 基于逆磁致伸縮效應(yīng)的扭矩傳感器的設(shè)計(jì)19-24
• 2.3.1 逆磁致伸縮效應(yīng)19-20
• 2.3.2 基于非晶態(tài)合金的扭矩傳感器的設(shè)計(jì)20-24
• 2.4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 交流激磁信號(hào)的設(shè)計(jì)26-29
• 3.2.1 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器26-28
• 3.2.2 功率放大電路28-29
• 3.3 扭矩信號(hào)處理29-33
• 3.3.1 差分放大及調(diào)零電路29-31
• 3.3.2 檢波電路31-32
• 3.3.3 低通濾波32-33
• 3.4 扭矩信號(hào)采集33-36
• 3.4.1 單片機(jī)的選擇33-34
• 3.4.2 A/D 轉(zhuǎn)換器34-35
• 3.4.3 單片機(jī)和 PC 的通訊接口35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-45
• 4.1 引言37
• 4.2 單片機(jī)系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)37-39
• 4.2.1 單片機(jī)信號(hào)采集流程的設(shè)計(jì)37-38
• 4.2.2 單片機(jī)通訊流程的設(shè)計(jì)38-39
• 4.3 上位機(jī) LabVIEW 數(shù)據(jù)采集處理39-44
• 4.3.1 數(shù)據(jù)通訊41-43
• 4.3.2 信號(hào)顯示處理程序設(shè)計(jì)43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 誤差分析與扭矩加載的研究45-59
• 5.1 引言45
• 5.2 傳感器的參數(shù)及誤差分析45-46
• 5.2.1 傳感器的參數(shù)選取及安裝45-46
• 5.2.2 誤差產(chǎn)生的原因及避免措施46
• 5.3 扭矩加載系統(tǒng)的研究46-50
• 5.3.1 磁粉制動(dòng)器工作原理47-48
• 5.3.2 扭矩加載信號(hào)的類型48-50
• 5.4 加載系統(tǒng)的建模與控制50-54
• 5.4.1 磁粉制動(dòng)器的數(shù)學(xué)模型50-51
• 5.4.2 模糊自整定 PID 控制51-54
• 5.5 控制系統(tǒng)的仿真54-58
• 5.5.1 仿真工具介紹54-55
• 5.5.2 仿真研究55-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66-67
• 作者簡(jiǎn)介67

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本文編號(hào)：331977