超磁致伸缩材料迟滞特性的新Hammerstein建模

超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,GMM)作为一种新型功能材料,因其具有磁-机耦合系数大、响应速度快、频响特性好等优点而被广泛应用于能量采集、微位移驱动、精密定位控制等领域,但材料复杂的迟滞非线性影响了其致动器的定位精度,为了辨识超磁致伸缩材料中存在的迟滞非线性,本文提出一种新Hammerstein模型建模方法。此方法的优点在于模型可以更好地逼近迟滞非线性,提供更高的精度,减少了串联环节的参数辨识工作量。首先,构建一个基于双曲函数的迟滞算子扩展空间的极限学习机模型,用其表示新Hammerstein模型中的静态非线性部分。其次,提取极限学习机模型的全连接层的权重和偏置参数用于构建新模型中的动态线性部分的状态空间方程,减少了传统模型中串联环节的模型参数辨识的工作。最后,建立了可以描述超磁致伸缩材料迟滞特性的新Hammerstein模型。新Hammerstein模型的建模相对误差为0.86%~3.69%,平均绝对误差为2.63%,比传统Hammerstein模型均方根误差低0.8μm左右,平均绝对误差提高将近4%。仿真结果证明了新Hammerstein模型对超磁致伸缩材料复杂迟滞特性建模的有效性。

稀土大磁致伸缩材料研究

本文采用丘克拉尔斯基法制备晶粒取向的（Ｔｂ０．２８Ｄｙ０．７２）Ｆｅ１．９５磁致伸缩材料，研究了材料的微观结构对磁致伸缩系数的影响。当（Ｔｂ０．２８Ｄｙ０．７２）Ｆｅｘ中ｘ＝１．９５时，有明显的压应力效应，在１０ＭＰａ、２００ｋＡ／ｍ时，磁致伸缩系数１５００×１０－６，当ｘ＝２时，由于出现ＲＦｅ３相，压应力效应随之减小。

超磁致伸缩材料微位移执行器的设计理论及方法

超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料，其微位移执行器的设计理论和方法具有特殊性。分析了超磁致伸缩材料的工作特性，给出了超磁致伸缩微位移执行器的原型。在此基础上，建立了执行器的微位移传递机构、磁路、驱动线圈及其冷却等几个关键部分的数学模型，并提出其设计理论和方法。同时，采用上述理论和方法研制了超磁致伸缩微位移执行器样机，通过试验验证了其正确性和实用性。

磁致伸缩材料作动器在振动主动控制中的应用研究

磁致伸缩材料作动器是一种具有特色的机敏材料作动器。本文在自行研制Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄ作动器及其特性试验的基础上，研究该类作动器在主动隔振与主动吸振中的应用。文中提出并导出了多通道前馈控制的时延滤波—ｘＬＭＳ法，并就这种算法的收敛性进行进一步的讨论。

磁致伸缩材料的特性及应用研究(Ⅰ)

回顾总结了磁致伸缩材料的发展及其在器件方面的应用 ,对以该材料为核心的各种器件性能作了阐述并与Pb(Zr,Ti) O3(PZT)压电材料进行比较。报道了武汉理工大学开展的超精密微位移致动器和磁场光纤传感等方面的研究 ,并对该材料今后的应用进行了展望。

超磁致伸缩材料动态涡流损耗模型及试验分析

超磁致伸缩材料Terfenol-D以其大磁致伸缩系数、快速时间响应及高能量密度的特点较广泛应用于高频动态领域,如超声换能器及振动主动控制结构等。磁性材料在高频磁场驱动条件下会产生涡流损耗,工作频率越高,涡流损耗越大,导致超磁致伸缩器件的输出功率显著降低。通过分析影响涡流损耗大小的关键性因素涡流截止频率与集肤深度,得到有效抑制涡流损耗的方式包括降低材料的电导率以及采用叠堆结构材料。采用经典的基于麦克斯韦方程组的涡流损耗模型,分析高频条件下磁场在整体结构与叠堆结构内部的分布,并通过试验比较两种超磁致伸缩材料结构的涡流损耗对材料阻抗频谱曲线、振动幅度的影响。试验结果显示叠堆结构的超磁致伸缩材料能够大幅度地抑制涡流损耗,其模型与试验结果相吻合。

超磁致伸缩材料的特性及其应用

超磁致伸缩材料因具有优异的性能,给电工行业带来了新的活力,在军民两用高技术领域有着广泛的应用前景。着重介绍超磁致伸缩材料的性能及其在各领域中的应用。

稀土超磁致伸缩材料发展概况

讨论了磁致伸缩效应的来源,介绍了稀土超磁致伸缩材料的特性和应用及目前的研究现状,重点评述了稀土超磁致伸缩材料的各种制备工艺和技术关键,介绍了"一步法"新工艺的特点,指出了今后的研究方向和工作重点。

超磁致伸缩材料驱动器实验研究

介绍采用国产超磁致伸缩材料研制的新型驱动器的结构、工作原理、理论分析及静、动态特性实验结果。实验表明，该驱动器具有较大的静态位移、力输出和满意的动态特性，频宽可达１５００Ｈｚ。

稀土超磁致伸缩材料的研究

以Tb Dy Fe合金系为主 ,对稀土超磁致伸缩材料的基本性能作了简要的介绍 ,并与其他磁、电致伸缩材料进行了对比。重点介绍了影响该系合金性能的主要因素和该类合金的制备方法 ,并叙述了超磁致伸缩材料研究的最新进展及进一步研究的方向。

超磁致伸缩材料作动器的研制及特性分析

采用自制的TbDyFe超磁致伸缩材料设计并制作了主动振动控制用超磁致伸缩作动器 ,并对其偏置磁场、激励磁场、静态特性、动态特性和主动控制减振效果进行了测试和分析。研究结果表明 ,作动器工作应变在TbDyFe材料的线性区 ,其总伸缩量可达 70 μm。低频动态特性好 ,谐频影响小。在自适应滤波控制方式下使用该作动器对正弦振动进行主动控制减振 ,减振效果达到 30dB。磁场均匀性对作动器输出特性有明显影响 ,采用Ansys有限元软件精确设计作动器激励磁场 。

稀土超磁致伸缩材料及其高效应用方法

近年来，由于稀土超磁致伸缩材料具有卓越的特性，在高新技术领域引起了广泛的重视。重点介绍了稀土超磁致伸缩材料的发展简史、特点及高效应用方法。

超磁致伸缩材料驱动微型马达的原理与应用

从结构和性能上阐述了超磁致伸缩微型马达的原理及其在微机电系统中的应用状况。通过对国内外几种典型超磁致伸缩马达的原理性剖析 ,分析探讨了超磁致伸缩马达微型化、集成化以及高频振动等问题的解决途径与方法 ,为超磁致伸缩微型马达的进一步发展提供了的理论基础和研究方向。

超磁致伸缩材料磁滞建模方法国内外研究现状评述

建立有效的磁滞非线性模型是超磁致伸缩材料(GMM)应用过程中的关键问题。阐述了磁滞现象的特性与产生机理,将现有的磁滞模型分为数学模型和机理模型两类,并从其内在机理、历史沿革、实现难易、适应范围与限制条件等方面对不同模型进行了综合比较评价,重点讨论了Preisach模型和J-A模型两种最具代表性的模型,并对未来磁滞建模发展的方向进行了展望。

巨磁致伸缩材料及应用研究进展

巨磁致伸缩材料是20世纪70年代发展起来的新型功能材料,具有应变大,能量转换效率高等优点,在功能转换、智能驱动、智能传感等高技术领域有重要应用。简要介绍了磁致伸缩及巨磁致伸缩材料的发展历史,从稀土巨磁致伸缩材料、非稀土巨磁致伸缩材料的合金化研究、制备技术和应用技术等方面综述了我国巨磁致伸缩材料的发展历程,介绍了我国的科研工作者在巨磁致伸缩材料研究领域所取得的重要研究成果,最后对巨磁致伸缩材料发展及应用进行了展望。

磁致伸缩材料的特性及应用研究(Ⅱ)

总结了磁致伸缩材料的发展及其在器件方面的应用 ,对该材料的各种性能作了阐述并与 Pb(Zr,Ti) O3(PZT)压电材料进行了比较。报道了武汉理工大学开展的超精微致动器和磁场光纤传感等方面的研究并对该材料今后的应用进行了展望。

压电/电致伸缩材料及驱动器的新技术与应用

压电 /电致伸缩驱动器是一种广泛使用的驱动器 ,文章概括总结了几种压电 /电致伸缩新材料的发展方向 ,同时还介绍了几种新型驱动模式和超声电机的研究动态 ,并对压电 /电致伸缩驱动器的发展前景予以展望。

超磁致伸缩材料在流体控制阀中的应用与展望

超磁致伸缩材料作为一种新型功能材料具有应变大 ,响应速度快 ,输出力大和能量传输密度高等优异性能 ,因此在流体控制阀中获得了广泛的应用 ,文章详细介绍了国内外在这方面的应用研究现状并对未来的应用前景做了展望。

超磁致伸缩材料控制模型的研究

超磁致伸缩材料作为一种新型、高效的功能材料在许多领域显示出良好的应用前景 ,但是由于其存在滞回、非线性等不足 ,限制了它的进一步应用。文章在分析超磁致伸缩现象产生机理的基础上 ,给出了其基于磁感应强度的控制模型 ,并通过分析和实验研究得出 :采用磁感应强度的控制方法可减小超磁致伸缩材料滞回 。

磁致伸缩材料的非线性本构关系

给出了磁致伸缩材料的两个非线性本构关系，即标准平方型和双曲正切型．在确定一维问题的本构系数时，基于已有的实验结果，引进一个材料函数，用来描述磁致伸缩材料的压磁系数随预应力变化的关系．将非线性本构关系的理论模型计算结果与实验曲线对比，结果表明标准平方型本构关系在中低磁场下能精确地模拟实验曲线，而双曲正切型本构关系在高磁场时能反映材料的磁致应变饱和现象．讨论了标准平方型本构的一般三维情形，给出了确定本构系数的方法．