【摘 要】
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磁控形状记忆合金（Magnetically Controlled Shape Memory Alloy,简称MSMA）是一种新型智能材料,该材料在磁场作用下可产生较大的应变,同时具有能量转换效率高、响应速度快等优良特性。本文基于MSMA可逆特性,主要对新型自感知执行器的结构进行优化设计,并对MSMA自感知执行器的信号进行处理与研究。主要工作如下:对MSMA的磁控形状记忆特性及其逆特性进行分析,通过
【基金项目】
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国家自然科学基金; 省自然科学基金
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磁控形状记忆合金（Magnetically Controlled Shape Memory Alloy,简称MSMA）是一种新型智能材料,该材料在磁场作用下可产生较大的应变,同时具有能量转换效率高、响应速度快等优良特性。本文基于MSMA可逆特性,主要对新型自感知执行器的结构进行优化设计,并对MSMA自感知执行器的信号进行处理与研究。主要工作如下:对MSMA的磁控形状记忆特性及其逆特性进行分析,通过变形机理、形状恢复等研究,分析材料在磁场下的形变规律,确定MSMA自感知执行器参数工作范围。采用时分复用法及电磁有限元分析法对自感知执行器结构优化设计和信号处理进行研究。基于MSMA可逆特性,开展了自感知执行器的气隙宽度、铁心结构、材料、聚磁角度等结构参数的优化设计与研究,优化设计后的自感知执行器降低了励磁功率。采用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell对结构仿真求解,验证结构优化设计的合理性。设计MSMA自感知执行器实验系统。以TMS320F28335 DSP作为核心处理器,根据实验装置信号的特点设计相关外围电路,并对DSP模块初始化及软件设计,使实验系统可满足信号处理的功能要求。对比结构优化前后的输出感应电压信号波形,优化后的感应电压幅值与信号稳定性均得到提高,验证自感知执行器结构优化设计的准确性。利用变步长最小均方（Variable Step-size Least Mean Square,简称VSLMS）自适应滤波算法提取准确的传感信号,实验结果表明,VSLMS具有理想的滤波效果。合理配置信号时隙、减少执行磁场建立时间,缩短了执行周期,为MSMA自感知执行器振动抑制奠定技术基础。
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