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磁控形状记忆合金(Magnetically controlled Shape Memory Alloy,MSMA)是近几年发现的新型智能材料,当受到外部机械应力时,材料内部晶体结构发生马氏体相变,导致内部磁导率发生改变,从而在外部线圈中产生感应电动势,是振动能量采集和自供电技术研究的新型领域,受到广大科技工作者的广泛关注。基于磁控形状记忆合金实现对输出电压信号的采集与分析是研究振动能量转化效率的关键问题,具有很好的应用前景。本论文研究的目的是采集MSMA逆效应产生的感应电压电信号,同时对电信号进行处理;通过下位机嵌入式系统与上位机软件,实现对数据的可视化、可操作化以及数据的保存;最终通过采集到的实验数据进行数据分析与数学建模。文中首先分析了应用MSMA逆效应将机械振动能量转换为电能的工作原理,对(Field Programmable Gate Array)FPGA技术、AD采集模块、USB通讯总线协议及信号握手传输过程进行了研究,设计了12位高速AD采集与USB数据传输功能的电路模块。其次,以FPGA为核心控制模块,结合AD9226数模转换芯片及其配套电路的设计,实现相关采集频率下的电压信号采集功能,通过Verilog HDL硬件编程语言在FPGA上对USB通讯芯片68013A的进行控制,使其工作在SlaveFIFO被动工作模式下,利用异步FIFO的传输方式对数据进行传输,实现了FPGA与USB通讯芯片的高效协同运行。第三,下位机中,在keil平台下使用C语言对该芯片的内核进行部分修改并下载固化,在上位机中使用C++编程语言在Visual Studio2010编译环境下,通过建立MFC项目,进行数据存储与处理,完成上位机和下位机的通讯,实现了FPGA到上位机的设备连接、12位数字信号处理、图表动态显示、Access数据库存储等功能。最后,利用Matlab软件对采集到的数据进行数据拟合和数据分析,通过傅里叶分解,分析其频域特性,并建立了傅里叶模型与电路阻尼模型两种不同的MSMA逆效应数学模型,通过MSMA振动能量采集系统的仿真,进一步验证MSMA逆效应在固有频率时输出电压的性能,为MSMA振动能量采集器的应用提供了理论与实验基础。