导读:本文包含了自感知执行器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:压电效应,执行器,伸缩,观测器,悬臂梁,等效电路,电桥。
自感知执行器论文文献综述
魏艳波[1]（2014）在《基于一次逆、二次正压电效应自感知执行器的研究》一文中研究指出微机电系统（MEMS）产业近几年来在诸多领域发展迅猛。在科研领域和日常生活领域，都运用了大量MEMS器件。在未来几十年，MEMS器件会向着更小体积、更高集成度、更低功耗、更多功能的方向发展，有望替代机电系统中传统机械和电气系统器件，引起一场更小、更轻、性能更强的器件革命。目前，国内外对基于压电效应自感知执行器的研究，仍是以传统压电效应理论为主，使用同一压电体，利用一次正、逆压电效应分别作为传感器和执行器的设计原理。本文主要研究基于一次逆、二次正压电效应的自感知执行器，它是对传统正、逆压电效应研究的深入与提高，无论是对压电理论体系的发展与完善，还是对微机电系统中传感器和执行器的集成均具有重要的理论意义和实用价值。本文进行了压电自感知执行器理论的深入研究。在一次逆压电效应理论的基础上，进一步进行二次正压电效应的理论研究，为压电自感知执行器的应用提供理论依据。在理论基础上设计一次逆、二次正压电效应的实验结构，使用压电陶瓷进行一次逆、二次正压电效应的实验研究，实现了在同一压电体上利用一次逆、二次正双向效应完成传感器与执行器集成一体化过程中的信号分离、提取和解耦。文中提出将基于一次逆、二次正压电效应的自感知执行器应用到微流量控制领域，实验结论验证了压电自感知执行器应用于微流量控制领域的可行性，从而证实了压电自感知执行器理论的实用性。本文对压电陶瓷迭堆的非线性、迟滞、重复性等基本特性进行理论分析和实验研究，通过对非线性、迟滞、重复性等固有特性成因进行了分析，得到压电陶瓷自感知执行器误差产生的原因，为提高压电陶瓷自感知执行器控制精度提供理论依据。(本文来源于《黑龙江大学》期刊2014-03-27）
严柏平[2]（2014）在《超磁致伸缩执行器磁机耦合模型及自感知应用研究》一文中研究指出超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material，简称GMM）是一种可实现磁－机械双向可逆能量转换的智能材料，且材料应用中同时兼具执行和传感功能；基于超磁致伸缩材料的执行器（Giant Magnetostrictive Actuator，简称GMA）具有快速响应、大行程量、负载能力强、高可靠性等特点，在精密驱动、流量控制、阀门结构、主动减振、换能器等高新技术领域具有较好的应用前景。本文以超磁致伸缩执行器为研究对象，针对超磁致伸缩材料内的磁畴角度偏转、磁化和磁弹性等磁机耦合关系以及执行器中有效磁场的优化、感知开展研究，建立了适用于超磁致伸缩执行器自感知应用的材料感知和执行器应用理论。研制了超磁致伸缩执行器，并搭建实验测试平台，实验测评了执行器的应用特性，且对执行器的自感知应用进行验证。研究结果有利于完善超磁致伸缩材料磁机耦合及磁弹性效应的本构模型，研究内容对执行器的自感知应用拓展具有理论指导意义。针对超磁致伸缩材料本构模型中的“磁问题”展开研究。基于自由能极小原理及磁畴偏转理论，采用坐标变换和图解法相结合，研究了超磁致伸缩材料在不同载荷作用下的磁畴偏转、跃迁特性，建立了简化的适用于材料磁感知应用的磁畴偏转数值方法，直观解释了GMM材料在不同载荷作用下的磁致伸缩机理；在此基础上，研究了磁畴偏转数值方法对材料本构参数的参数依赖性。研究结果表明：预压应力有利于压磁效应中90°畴的积累，但不利于磁弹性效应中磁畴的偏转和磁化的进行；[110]取向晶体中磁畴的偏转均可简化为平面内的磁畴旋转，磁畴的跃迁效应为磁畴角度所处平面间的跃迁变化，其中35.3°方向磁畴在压磁和磁弹性效应中的偏转及跃迁是材料具有大磁致伸缩效应的关键；各项异性常数K1和K2的不同取值将影响材料磁畴偏转特性和磁畴角度跃迁的临界载荷值，且材料磁畴偏转数值方法对磁晶各向异性常数和能量分布因子等具有明显的参数依赖性。在磁畴偏转数值方法的基础上，研究了超磁致伸缩材料磁机能量耦合中的磁弹性效应。通过实验测试完成超磁致伸缩材料磁畴偏转数值方法的本构参数辨识，完善了材料的磁畴偏转模型；在此基础上，研究载荷作用下磁畴偏转的磁机耦合理论及应变量输出特性；分析磁机耦合过程中的能量转换关系，建立输入－输出载荷参量间二端口网络的等效电路关系，论证基于磁畴偏转数值方法的材料自感知可行性，为执行器自感知的应用提供理论指导。其中，修正的磁畴偏转数值方法能够较好描述超磁致伸缩材料的磁化和应变量特性，进一步论证了压应力对压磁和磁弹性效应的贡献，压应力将增大材料的有效磁致伸缩应变，但达到同等应变量需更大的磁场载荷；研究内容完善了材料的磁机耦合理论，为超磁致伸缩执行器的自感知应用设计及论证提供基础理论指导。针对超磁致伸缩执行器中的磁和热问题展开研究，完成执行器自感知应用的设计优化和磁场感知关系的建立。解析优化超磁致伸缩执行器中励磁线圈结构及空间磁场分布，研究了考虑超磁致伸缩材料磁导率下执行器内有效磁场分布，修正材料轴向磁场分布的不均性，建立了考虑GMM磁导率下精确的励磁电流－磁场间的数学关系；计算分析超磁致伸缩执行器内的损耗和热传递，仿真明确不同励磁状态下GMA中温升特性；建立执行器中励磁线圈磁感知的数学关系，完善超磁致伸缩执行器的感知应用模型。研究结果表明：超磁致伸缩材料磁导率的不同取值将影响材料轴向磁场分布，其中，GMM材料的端部磁场将高于中间位置，且磁导率的增加有利于增强轴向磁场的均匀性，同时使得材料内平均磁场的数值减小。最后，设计制作了超磁致伸缩执行器，搭建实验测试平台。完成超磁致伸缩材料及其执行器输出机械特性、温度特性、动态特性的测试评价，论证了超磁致伸缩材料感知模型和执行器自感知应用模型的正确性。结果表明，所设计的超磁致伸缩执行器在15MPa压应力作用下，能够实现大于45μm、3.6MPa冲击力输出，其最大输出应力达到12.5MPa；GMA在静态、动态励磁下均存在应变量的滞回，且滞回重复性较好，其动态谐振频率在1200Hz左右，磁机耦合系数达0.572；在超磁致伸缩自感知验证中，预压应力载荷的感知误差为0.5~0.6的标准差，应变量感知数值与实测结果的最大误差小于2.5μm，重复试验误差约1μm，论证了所建立磁畴偏转数值方法的正确性和自感知应用的可行性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-02-01）
孙少雄,刘洋,殷福亮,陈喆[3]（2012）在《基于自感知执行器原理的调谐滤波器》一文中研究指出根据自感知执行器的工作原理,利用一只变压器完成谐波检测和抑制两种功能,处于正常工作状态时可实现谐波抑制,处于非正常工作状态时不致放大谐波。首先对工频信号进行数字采样,再利用自相关函数法结合递推最小二乘估计工频信号的频率,再根据该频率产生反向抑制谐波,来抑制当前谐波。为实时调整各次反向抑制谐波的权重,根据当前时刻的谐波抑制的结果,采取最小均方自适应算法来更新权重。模拟试验表明,该调谐滤波器具有良好的控制特性。(本文来源于《电源学报》期刊2012年06期）
杨明刚,贾艳丽[4]（2011）在《基于LabVIEW的压电自感知执行器应用研究》一文中研究指出在结构的振动主动控制中,采用自感知执行器能减小结构的质量和体积,真正实现同位控制。设计了一种基于时分复用解耦系统的压电自感知执行器,使压电元件在传感时隙内作为测量振动的传感器,在执行时隙内作为控制振动的执行器,在放电时隙内释放积累的驱动电荷。设计了开关时序脉冲用于控制3个时隙的切换。基于LabVIEW软件平台,采用正位置反馈控制算法,将时分复用结构的压电自感知执行器用于悬臂梁1阶模态的振动主动控制,实验结果表明达到了良好的控制效果。(本文来源于《压电与声光》期刊2011年04期）
李大鹏[5]（2011）在《基于压电自感知执行器的振动主动控制技术研究》一文中研究指出随着航空事业高速的发展,大量柔性结构如太阳能帆板被使用于各种飞行器中。但由于这些柔性结构本身具有扰度高,阻尼低的特性,在受到外力作用时就会产生持续的振动。在没有空气阻尼的太空环境中,结构的振动很难停止,并且容易引起共振,严重影响了结构的工作性能,所以对这类结构进行振动控制已颇为重要。振动主动控制具有控制精度高,自适应调节能力强等优越性,在结构振动控制中被广泛应用。传统的控制系统中,传感器和执行器的同位配置等问题很难被解决。控制方法大多数是基于现代控制理论,对系统的数学模型精确性要求很高,且所采用的控制算法很复杂,不能够对系统的振动做出快速地响应。预测函数控制算法是根据控制系统的历史信息和选定的控制输入,对未来某段时域内的过程输出控制序列作出预测,而不需要被控对象的精确数学模型的一种新型控制算法。由于预测函数控制算法中的大部分控制参数可以进行离线计算,故减小了系统的在线计算量,提高了系统的实时响应能力。本文研究了基于预测函数控制法的振动主动控制技术。把压电柔性悬臂梁作为控制对象,利用模态分析法建立了压电悬臂梁振动系统的状态空间方程。然后将振动系统的状态空间方程离散化后作为预测模型,经过严密的理论分析和一系列的计算得出了最优的控制律。设计了基于预测函数控制法的自感知悬臂梁振动控制系统。最后对所设计的控制系统进行了开环和闭环仿真。实验结果表明,在开环情况下,依靠自身的阻尼作用系统振动衰减很慢,而当系统输入控制作用后,压电柔性悬臂梁的振动很快被抑制,控制效果良好,达到了预期的控制目的。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2011-05-07）
张忠华,孙宝元,钱敏,张军[6]（2010）在《基于多次压电效应的自感知执行器研究》一文中研究指出针对多次压电效应在同一压电体上双向可逆的特点,进行了多次压电效应实现压电执行器位移自感知的理论分析,由此阐明了压电体中多次逆与多次正效应的一一对应关系,以及介电电位移与多次正压电电位移分离的可行性.通过引入参考电容,采取电流积分与差分比例运算电路相结合的方式,得到一种较电桥电路解耦更易于在工程实际应用的方法.采用PZT-5迭堆执行器进行实验,验证了该解耦方法的正确性,同时得出了PZT-5迭堆二次正压电效应的线性系数,并进一步分析了叁次压电效应对自感知执行器的分辨力和精度的影响,为压电自感知执行器性能的改善提供了一条新途径.(本文来源于《大连理工大学学报》期刊2010年05期）
王卓[7]（2010）在《结构振动控制中超磁致伸缩执行器的设计及其自感知研究》一文中研究指出超磁致伸缩执行器是利用超磁致伸缩材料作为致动元件的新型器件,它具有输出位移大、输出功率高、响应速度快、温度范围宽、低压可操作等突出优点,在超精密加工、精密定位器件、减振降噪等领域呈现出良好的应用前景。自感知执行器在故障识别、系统诊断、声控研究、微观应用方面都有很好的应用前景。然而由于超磁致伸缩材料本身以及执行器的机械组成结构存在有较强的迟滞特性,导致执行器输出位移存在着滞回性强、重复性差、非线性严重等缺点,大大限制了执行器的定位精度,影响了该材料及其执行器更广泛的应用。而且目前超磁致伸缩自感知执行器的研究并不多见。本文以直动型GMA为对象,对GMA的设计原理及方法进行了比较系统的阐述,对GMA进行了迟滞建模和迟滞补偿研究,并进行了精密定位实验研究,研究了基于观测器法的自感知GMA,进行了实验分析研究。全文的主要研究工作如下:1)介绍了超磁致伸缩执行器的设计原理及方法,建立了考虑磁场强度和电-磁转换率的线圈几何形状因子优化设计准则,分析了选用碟簧或碟簧作为与压力装置的适用特点建立了预压力分析的方法2)对经典Preisach模型进行修正,建立了超磁致伸缩执行器迟滞非线性模型。并以此为核心进行了超磁致伸缩执行器的非线性补偿控制,并进行了超磁致伸缩执行器的精密定位研究;3)介绍了基于观测器法的自感知GMA的理论基础,并应用于实验系统对基于观测器法的自感知GMA进行了基于线性观测器自感知和基于Preisach模型磁滞补偿的自感知GMA实验研究。实验测试了基于线性观测器法的自感知GMA和基于Preisach磁滞补偿模型的自感知GMA,对实验结果进行了对比,基于Preisach磁滞补偿观测器自感知的GMA的感知效果比基于线性观测器的自感知GMA具有更好的感知效果。最后给出了本文的主要结论及其展望。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2010-06-01）
史丽萍,孙立宁,荣伟彬[8]（2010）在《一次逆、二次正压电效应在自感知执行器上的应用》一文中研究指出提出利用一次逆、二次正压电效应为同一压电体内的双向效应原理,进行传感器与执行器集成一体化——自感知执行器的研究.即利用一次逆压电效应输出一个微位移,作为执行器使用;利用二次正压电效应的输出电荷自感知执行器的输出位移,作为传感器使用.在准静态(电压0～50V)和低频(电压100V,频率10Hz)条件下,分别进行了一次逆压电效应输出位移、二次正压电效应输出电压的实验,并将得到的数据进行归一化处理.实验结果表明,通过测量二次正压电效应产生的电荷能够较好地自感知一次逆压电效应产生的位移.(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2010年03期）
邹波[9]（2010）在《超磁致伸缩执行器自感知方法与实验研究》一文中研究指出超磁致伸缩材料(GMM)的优异性能使其在检测、声纳、磁机电换能等领域具有广阔的应用前景,而对GMM的研究集中于正效应,对逆效应与自感知技术研究较少。本文为了实现使GMM同时作为执行器与传感器,以弯曲型超磁致伸缩执行器(WGMA)为研究对象,对其建立了电磁机的耦合模型以及等效电路模型,用Ansys对其进行了电磁机耦合的有限元分析,通过WGMA的正逆效应实验对WGMA的相关参数进行了定标,分析了超磁致伸缩动态力传感器的原理,提出了磁滞度的概念,详细阐述了叁种自感知方法的原理,并进行了相应的实验研究。第1章介绍了GMM的发展历程、性能特点、国内外研究应用现状,阐述了超磁致伸缩自感知执行器的特点、研究状况,阐明了论文的研究意义、论文结构。第2章介绍了磁致伸缩现象的叁种表现形式,用磁致伸缩模型和磁畴理论解释了场致变形,详细介绍了GMM的基本特性,最后用磁畴理论阐述了超磁致伸缩自感知机理。第3章介绍了GMA的两种结构形式,建立了WGMA的电磁机分步耦合模型,同时也以直动型GMA为例,对其建立了等效的电路模型,提出了等效电路模型用于优化GMA结构设计的原理和实现GMA自感知的方法,最后利用Ansys对WGMA进行了电磁机叁场耦合的有限元分析。第4章介绍了WGMA正逆效应实验系统和相变水冷温控系统,对实验中用到的传感器进行了实验标定,分析了WGMA正、逆效应机理,并分别对WGMA正逆效应的静动态特性进行了实验研究,对WGMA的相关参数进行了定标,最后研究了GMM作为力传感器的一般原理,针对普遍存在的磁滞非线性,提出了磁滞度的概念,并结合实例加以了详细地阐述。第5章系统阐述了基于观测磁感应强度和基于电桥电路的GMA自感知方法,并进行了相应的实验研究,分析了实验结果,探索性地提出了基于参数辨识的GMA自感知方法,并对叁种自感知方法进行了比较。第6章概括了全文的主要工作内容和论文的创新点,展望了需要进一步研究的工作。(本文来源于《浙江大学》期刊2010-01-01）
段慧,曹淑瑛[10]（2009）在《超磁致伸缩自感知执行器的理论与实验研究》一文中研究指出对自感知的两种实现方法:电桥电路解耦与观测器解耦法,分别进行仿真并对观测器法进行实验验证。电桥电路仿真加入非线性模型,并对桥路输出信号进行放大滤波,为实验提供理论依据。观测器通过实验与观测计算对比验证了基于观测器自感知的可行性。(本文来源于《电工电气》期刊2009年12期）
自感知执行器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material，简称GMM）是一种可实现磁－机械双向可逆能量转换的智能材料，且材料应用中同时兼具执行和传感功能；基于超磁致伸缩材料的执行器（Giant Magnetostrictive Actuator，简称GMA）具有快速响应、大行程量、负载能力强、高可靠性等特点，在精密驱动、流量控制、阀门结构、主动减振、换能器等高新技术领域具有较好的应用前景。本文以超磁致伸缩执行器为研究对象，针对超磁致伸缩材料内的磁畴角度偏转、磁化和磁弹性等磁机耦合关系以及执行器中有效磁场的优化、感知开展研究，建立了适用于超磁致伸缩执行器自感知应用的材料感知和执行器应用理论。研制了超磁致伸缩执行器，并搭建实验测试平台，实验测评了执行器的应用特性，且对执行器的自感知应用进行验证。研究结果有利于完善超磁致伸缩材料磁机耦合及磁弹性效应的本构模型，研究内容对执行器的自感知应用拓展具有理论指导意义。针对超磁致伸缩材料本构模型中的“磁问题”展开研究。基于自由能极小原理及磁畴偏转理论，采用坐标变换和图解法相结合，研究了超磁致伸缩材料在不同载荷作用下的磁畴偏转、跃迁特性，建立了简化的适用于材料磁感知应用的磁畴偏转数值方法，直观解释了GMM材料在不同载荷作用下的磁致伸缩机理；在此基础上，研究了磁畴偏转数值方法对材料本构参数的参数依赖性。研究结果表明：预压应力有利于压磁效应中90°畴的积累，但不利于磁弹性效应中磁畴的偏转和磁化的进行；[110]取向晶体中磁畴的偏转均可简化为平面内的磁畴旋转，磁畴的跃迁效应为磁畴角度所处平面间的跃迁变化，其中35.3°方向磁畴在压磁和磁弹性效应中的偏转及跃迁是材料具有大磁致伸缩效应的关键；各项异性常数K1和K2的不同取值将影响材料磁畴偏转特性和磁畴角度跃迁的临界载荷值，且材料磁畴偏转数值方法对磁晶各向异性常数和能量分布因子等具有明显的参数依赖性。在磁畴偏转数值方法的基础上，研究了超磁致伸缩材料磁机能量耦合中的磁弹性效应。通过实验测试完成超磁致伸缩材料磁畴偏转数值方法的本构参数辨识，完善了材料的磁畴偏转模型；在此基础上，研究载荷作用下磁畴偏转的磁机耦合理论及应变量输出特性；分析磁机耦合过程中的能量转换关系，建立输入－输出载荷参量间二端口网络的等效电路关系，论证基于磁畴偏转数值方法的材料自感知可行性，为执行器自感知的应用提供理论指导。其中，修正的磁畴偏转数值方法能够较好描述超磁致伸缩材料的磁化和应变量特性，进一步论证了压应力对压磁和磁弹性效应的贡献，压应力将增大材料的有效磁致伸缩应变，但达到同等应变量需更大的磁场载荷；研究内容完善了材料的磁机耦合理论，为超磁致伸缩执行器的自感知应用设计及论证提供基础理论指导。针对超磁致伸缩执行器中的磁和热问题展开研究，完成执行器自感知应用的设计优化和磁场感知关系的建立。解析优化超磁致伸缩执行器中励磁线圈结构及空间磁场分布，研究了考虑超磁致伸缩材料磁导率下执行器内有效磁场分布，修正材料轴向磁场分布的不均性，建立了考虑GMM磁导率下精确的励磁电流－磁场间的数学关系；计算分析超磁致伸缩执行器内的损耗和热传递，仿真明确不同励磁状态下GMA中温升特性；建立执行器中励磁线圈磁感知的数学关系，完善超磁致伸缩执行器的感知应用模型。研究结果表明：超磁致伸缩材料磁导率的不同取值将影响材料轴向磁场分布，其中，GMM材料的端部磁场将高于中间位置，且磁导率的增加有利于增强轴向磁场的均匀性，同时使得材料内平均磁场的数值减小。最后，设计制作了超磁致伸缩执行器，搭建实验测试平台。完成超磁致伸缩材料及其执行器输出机械特性、温度特性、动态特性的测试评价，论证了超磁致伸缩材料感知模型和执行器自感知应用模型的正确性。结果表明，所设计的超磁致伸缩执行器在15MPa压应力作用下，能够实现大于45μm、3.6MPa冲击力输出，其最大输出应力达到12.5MPa；GMA在静态、动态励磁下均存在应变量的滞回，且滞回重复性较好，其动态谐振频率在1200Hz左右，磁机耦合系数达0.572；在超磁致伸缩自感知验证中，预压应力载荷的感知误差为0.5~0.6的标准差，应变量感知数值与实测结果的最大误差小于2.5μm，重复试验误差约1μm，论证了所建立磁畴偏转数值方法的正确性和自感知应用的可行性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
自感知执行器论文参考文献
[1].魏艳波.基于一次逆、二次正压电效应自感知执行器的研究[D].黑龙江大学.2014
[2].严柏平.超磁致伸缩执行器磁机耦合模型及自感知应用研究[D].哈尔滨工业大学.2014
[3].孙少雄,刘洋,殷福亮,陈喆.基于自感知执行器原理的调谐滤波器[J].电源学报.2012
[4].杨明刚,贾艳丽.基于LabVIEW的压电自感知执行器应用研究[J].压电与声光.2011
[5].李大鹏.基于压电自感知执行器的振动主动控制技术研究[D].兰州理工大学.2011
[6].张忠华,孙宝元,钱敏,张军.基于多次压电效应的自感知执行器研究[J].大连理工大学学报.2010
[7].王卓.结构振动控制中超磁致伸缩执行器的设计及其自感知研究[D].哈尔滨工业大学.2010
[8].史丽萍,孙立宁,荣伟彬.一次逆、二次正压电效应在自感知执行器上的应用[J].纳米技术与精密工程.2010
[9].邹波.超磁致伸缩执行器自感知方法与实验研究[D].浙江大学.2010
[10].段慧,曹淑瑛.超磁致伸缩自感知执行器的理论与实验研究[J].电工电气.2009
论文知识图
