[發(fā)明專利]一種超磁致伸縮微位移自感知驅(qū)動(dòng)方法及執(zhí)行器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210574209.X
• 申請(qǐng)日: 2012-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103049005A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雷;譚久彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D3/12
• 分類號(hào): G05D3/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種超磁致伸縮微位移自感知驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

第一步，用恒流源放大電路(7)為超磁致伸縮執(zhí)行器的圓柱型線圈(2)提供激勵(lì)電流，使之產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)穩(wěn)定時(shí)，超磁致伸縮棒(3)產(chǎn)生伸縮效應(yīng)，使超磁致伸縮微位移驅(qū)動(dòng)器輸出位移，此時(shí)，通電圓柱型線圈(2)的等效電阻R₁和電感L₁在驅(qū)動(dòng)電路中產(chǎn)生一定的分壓；

第二步，在恒流源型放大電路(7)基礎(chǔ)上集成圓柱型線圈(2)電感變化量測(cè)量的電感電橋電路(1)，用驅(qū)動(dòng)電路作為電橋的一個(gè)橋臂，圓柱型線圈(2)的電感L1為該橋臂待測(cè)電感，用可調(diào)的匹配電阻(5)和匹配電感(6)作另一個(gè)相鄰的橋臂，二者串聯(lián)接入恒流源型放大電路(7)，流經(jīng)兩橋臂的電流幅值和頻率相同，調(diào)節(jié)匹配電阻(5)使之與圓柱型線圈(2)的等效電阻R1相等，調(diào)節(jié)匹配電感(6)使之與圓柱型線圈(2)在穩(wěn)定環(huán)境下的等效電感L1相等，此時(shí)，橋路輸出為0，電感電橋即達(dá)到平衡；

第三步，外界擾動(dòng)力(8)作用在負(fù)載(4)上，導(dǎo)致超磁致伸縮棒(3)材料磁化強(qiáng)度變化，電橋失去平衡，建立此時(shí)超磁致伸縮執(zhí)行器的等效電路模型，通過(guò)差動(dòng)運(yùn)放電路測(cè)量得不平衡電壓ΔU計(jì)算得到圓柱型線圈(2)的電感值變化量Ld；

第四步，建立電感值變化量Ld和外界擾動(dòng)力(8)在超磁致伸縮微位移執(zhí)行器線性模型下的數(shù)值關(guān)系，主控單元獲取電感值變化量Ld，計(jì)算出外界擾動(dòng)力(8)的大小f，控制恒流源型放大電路(7)的輸出驅(qū)動(dòng)電流源i，通過(guò)一定的補(bǔ)償就可以實(shí)現(xiàn)外界擾動(dòng)力(8)作用下的精密定位，實(shí)現(xiàn)外界擾動(dòng)力(8)的自感知。

2.一種如權(quán)利要求1所述方法的超磁致伸縮微位移自感知執(zhí)行器，超磁致伸縮材料棒(3)處于軸對(duì)稱的空心圓柱型線圈(2)結(jié)構(gòu)中心，圓柱型線圈(2)產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)磁致伸縮棒(3)伸縮，并通過(guò)柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)輸出位移，圓柱型線圈(2)外側(cè)有水冷套結(jié)構(gòu)，保證執(zhí)行器工作在恒定的溫度環(huán)境下，恒流源型放大電路(7)為圓柱型線圈(2)提供程控幅值和頻率可調(diào)的驅(qū)動(dòng)電流，產(chǎn)生超磁致伸縮材料棒(3)工作需要的磁場(chǎng)，其特征在于：基于逆磁致伸縮效應(yīng)建立外界擾動(dòng)力(8)和激勵(lì)線圈(2)的電感值變化量Ld的關(guān)系模型，通過(guò)電感電橋電路(1)測(cè)量圓柱型線圈(2)的電感值變化量Ld，在恒流源型放大電路(7)上引入電感電橋電路(1)，閉環(huán)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流源i，實(shí)現(xiàn)變力作用下的驅(qū)動(dòng)定位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磁致伸縮微位移自感知驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于：圓柱型線圈(2)的驅(qū)動(dòng)電流源i變化頻率在0Hz～2kHz之間，電橋的調(diào)制電流頻率同樣在0Hz～2kHz之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超磁致伸縮微位移自感知驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于：平衡電橋?yàn)殡姼须姌螂娐?1)，其結(jié)構(gòu)采用一種開(kāi)爾文電橋與有源電橋結(jié)合的電感電橋。