1、稀土超磁致伸縮材料(GMM)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型機(jī)敏材料，具有應(yīng)變大、強(qiáng)力、能量密度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)異特性，在精密定位、主動(dòng)降噪減振、流體控制（泵、閥）等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以直動(dòng)型超磁致伸縮致動(dòng)器（GMA）為對(duì)象，對(duì)GMA的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、輸出位移控制技術(shù)和致動(dòng)器的動(dòng)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了研究，成功研制了超磁致伸縮精密微位移致動(dòng)器樣機(jī)。 本文首先簡(jiǎn)要介紹了磁致伸縮現(xiàn)象及其機(jī)理,綜述超磁致伸縮材料的主要特性、發(fā)展歷史與研

2、究現(xiàn)狀,介紹國(guó)內(nèi)外超磁致伸縮致動(dòng)器研究概況及存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上陳述了本課題的選題意義并給出研究?jī)?nèi)容。 然后，系統(tǒng)地闡明了直動(dòng)型GMA 的設(shè)計(jì)的一般原理和方法，包括GMA 的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、磁路設(shè)計(jì)、預(yù)壓力裝置設(shè)計(jì)，水冷裝置設(shè)計(jì)等，制作了超磁致伸縮致動(dòng)器樣機(jī)。根據(jù)致動(dòng)器樣機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，對(duì)致動(dòng)器閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模與仿真分析工作。建立了致動(dòng)器的輸入輸出模型，推導(dǎo)了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。仿真分析包括模擬致動(dòng)器的階

3、躍響應(yīng)特性、頻率響應(yīng)特性和數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器的預(yù)定指標(biāo)等。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了基于TI 公司TMS320F2810DSP 的硬件電路，包括A/D 轉(zhuǎn)換，電源電路，時(shí)鐘電路等模塊，在硬件電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，運(yùn)算，輸出功能。 最后，介紹了致動(dòng)器的實(shí)驗(yàn)研究。包括致動(dòng)器樣機(jī)的動(dòng)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，靜態(tài)實(shí)驗(yàn)影響致動(dòng)器輸出特性的一些因素，動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)主要研究了致動(dòng)器在不同激勵(lì)條件下工作時(shí)的輸出特