發(fā)布時(shí)間：2017-08-05 04:00

  本文關(guān)鍵詞：磁控形狀記憶合金傳感器耦合場(chǎng)合模型與信號(hào)處理研究

  更多相關(guān)文章： 磁控形狀記憶合金 感應(yīng)電壓 耦合場(chǎng)模型 傳感器 信號(hào)處理

【摘要】：磁控形狀記憶合金(MSMA)是一種具有可逆性特點(diǎn)的新型功能材料,對(duì)磁場(chǎng)作用下變形的MSMA材料施加較高頻率的動(dòng)態(tài)力,檢測(cè)線圈可輸出較大的感應(yīng)電壓信號(hào),利用該特性可研制MSMA傳感器。基于磁控形狀記憶合金逆特性設(shè)計(jì)的傳感器是自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域、振動(dòng)控制領(lǐng)域中的重要研究?jī)?nèi)容之一。本文開展了 MSMA傳感器輸入-輸出模型、耦合場(chǎng)模型的研究和基于小波分析及DSP的MSMA傳感器的信號(hào)處理等工作。本文首先利用MSMA的逆特性,建立MSMA傳感器的輸入-輸出模型,推導(dǎo)出MSMA傳感器的感應(yīng)電壓輸出表達(dá)式。搭建MSMA傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在預(yù)壓力和偏置磁場(chǎng)恒定的條件下,研究了 MSMA傳感器感應(yīng)電壓與激振力的幅值和頻率之間的變化規(guī)律。其次,在考慮MSMA發(fā)生馬氏體重取向的情況下,在元件內(nèi)部變體體積分?jǐn)?shù)和磁化旋轉(zhuǎn)角度變化原理的基礎(chǔ)上,建立了外部條件與感應(yīng)電壓間的耦合場(chǎng)數(shù)學(xué)模型。在多參數(shù)同時(shí)變化的情況下,驗(yàn)證在偏置磁場(chǎng)下循環(huán)施加激振力時(shí)感應(yīng)線圈中的電壓變化。通過傳感器輸出電壓實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值的比較確定了模型的通用性,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)多參數(shù)同時(shí)變化時(shí)感應(yīng)電壓輸出,解決了輸入-輸出模型系數(shù)修正計(jì)算量大且依賴于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的問題。為MSMA傳感器在力-磁耦合場(chǎng)作用下奠定了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。最后,基于小波分析和DSP進(jìn)行MSMA傳感器的信號(hào)處理研究工作。由于MSMA傳感器輸出的感應(yīng)電壓存在較大的干擾,硬件濾波效果不夠理想,需要對(duì)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波以提取有效數(shù)據(jù)。利用小波分析理論,選取symlets作為小波基,對(duì)采集的MSMA傳感器信號(hào)進(jìn)行10層小波分解和重構(gòu)。分析各層的細(xì)節(jié)信號(hào)和逼近信號(hào),將濾波后信號(hào)與原始信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。此外,選取布萊克曼窗函數(shù)和FIR濾波方式,利用MATLAB的FDA工具設(shè)計(jì)濾波器,計(jì)算濾波系數(shù),在DSP上進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,該方法可行,能對(duì)MSMA含噪感應(yīng)電壓輸出信號(hào)進(jìn)行有效的濾波。
【關(guān)鍵詞】：磁控形狀記憶合金 感應(yīng)電壓 耦合場(chǎng)模型 傳感器 信號(hào)處理
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 磁控形狀記憶合金概述11-12
• 1.3 MSMA傳感器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析12-14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 論文選題意義及研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.4.1 研究意義16
• 1.4.2 本文研究主要內(nèi)容16-17
• 1.5 章節(jié)安排17-19
• 第2章 MSMA傳感器輸入-輸出模型及實(shí)驗(yàn)19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 MSMA逆特性19-22
• 2.2.1 MSMA的形狀記憶效應(yīng)19-21
• 2.2.2 MSMA的逆效應(yīng)21-22
• 2.3 MSMA振動(dòng)傳感器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)22-25
• 2.3.1 MSMA振動(dòng)傳感器結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3.2 MSMA振動(dòng)傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)23-25
• 2.4 MSMA傳感器工作原理25-26
• 2.5 MSMA傳感器輸入-輸出特性模型26-28
• 2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析28-31
• 2.6.1 感應(yīng)電壓與激振力幅值間關(guān)系28-30
• 2.6.2 感應(yīng)電壓與激振力頻率間關(guān)系30-31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 第3章 MSMA傳感器微觀馬氏體耦合場(chǎng)模型32-55
• 3.1 引言32
• 3.2 MSMA耦合模型研究狀況32-34
• 3.3 MSMA傳感器微觀馬氏體重定向變化機(jī)理34-36
• 3.4 MSMA傳感器馬氏體重定向耦合場(chǎng)模型36-38
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析38-54
• 3.5.1 單一參數(shù)改變38-42
• 3.5.2 兩參數(shù)改變42-47
• 3.5.3 三參數(shù)改變47-52
• 3.5.4 四參數(shù)改變52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第4章 MSMA傳感器的軟件和硬件信號(hào)處理研究55-76
• 4.1 引言55
• 4.2 MSMA傳感器信號(hào)噪聲說明55-56
• 4.3 MAMA傳感器軟件濾波56-65
• 4.3.1 小波分析理論56-58
• 4.3.2 小波分解和重構(gòu)58-62
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62-65
• 4.4 硬件濾波65-74
• 4.4.1 DSP介紹65-66
• 4.4.2 濾波方式類型的選取66-69
• 4.4.3 基于FDA的FIR濾波器設(shè)計(jì)69-70
• 4.4.4 DSP實(shí)驗(yàn)結(jié)果70-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果83-84
• 致謝84-85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：623006