摘要：实现一种新型的固态智能材料驱动大行程精密驱动器的设计和控制。基于超磁致伸缩驱动原理和柔性铰链放大机构,采用非永磁和永磁偏置驱动器粗—精驱动组合设计,研制大行程精密超磁致伸缩组合驱动器。建立永磁偏置下的电磁、永磁复合磁场激励的驱动器位移控制系统传递函数模型,实现了粗、精分级精密定位控制方法。实现一套超磁致伸缩组合驱动器原型样机,并进行了精密定位驱动试验验证测试。试验结果证明系统模型的准确性和控制方法的有效性,样机驱动行程可达0.71 mm。并测得在温升负效应情况下,控制行程在0.6 mm范围内,所设计超磁致伸缩组合驱动器位移分辨率为±30 nm,驱动位移精度达±90 nm。研究成果可广泛用于基于固态智能材料驱动的大行程精密驱动装置的设计和实现。

摘要：采用超磁致伸缩驱动器(GMA)满足了大型天文望远镜主动光学技术对驱动器大位移,大负载,高精度的要求。针对超磁致伸缩驱动器内部的电磁场,机械应力场之间的强耦合关系,采用Jiles-Atherton磁化模型分析超磁致伸缩棒的磁滞损失,并采用遗传算法辨识Jiles-Atherton模型的参数,获得非线性的磁致伸缩本构关系。研究尝试应用有限元软件COMSOL Multiphysics 3.5(建立超磁致伸缩驱动器的二维轴对称模型,并嵌入所建立的非线性磁致伸缩本构关系,实现一种多场耦合有限元分析方法。该方法可以实现超磁致伸缩驱动器有效模拟并辅助驱动器优化设计。