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稀土超磁致伸缩材料微进给特性研究

作　者: 刘北成
导　师: 李国康
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 稀土超磁致伸缩材料单片机闭环系统
分类号: TG502.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要

稀土超磁致伸缩材料（GMM）是近年来发展起来的一种新型机敏材料，具有应变大、能量密度高、响应速度快等优异特性，但也存在几种对应用极为不利的固有特性，主要包括磁滞非线性严重、重复性差等，在设计和使用微进给系统中必须加以充分考虑。本文根据稀土超磁致伸缩材料的工作特性及其在工程应用中的要求，以国产稀土超磁致伸缩材料为基础，以稀土超磁致伸缩刀架为研究对象，对传统的开环控制系统做了深刻的分析，对其影响精度提高的因素做了总结。只有闭环控制系统才能达到更高的精度，研究了几种闭环控制方案，并对其优缺点做了分析，最终提出了一种比较全面可靠简单实用的闭环方案。该闭环系统首先对超磁致伸缩刀架的电流与微进给之间的关系做了标定，然后将这个标定关系作为标准值，以后的补偿大小则按照标准值来进行补偿。开发了以STC12C5A32S2单片机为核心的反馈电路板，用Protel设计了原理图，用C语言编写了标定程序和反馈补偿程序。并对微进给系统特性进行了一系列实验研究。实验结果表明：该微进给系统完全可行，且效果较佳。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-17
  1.1 磁致伸缩现象及其机理  10
  1.2 超磁致伸缩材料的发展及其特点  10-13
    1.2.1 超磁致伸缩材料发的展历史  10-11
    1.2.2 超磁致伸缩材料的性能优势  11-13
  1.3 超磁致伸缩材料的分类  13
  1.4 超磁致伸缩材料的物理效应  13-14
  1.5 超磁致伸缩材料的研究现状  14-15
  1.6 论文的研究背景及意义  15-16
  1.7 本章小结  16-17
第2章微进给系统的工作原理与设计  17-29
  2.1 超磁致材料的伸缩原理  17-19
  2.2 超磁致伸缩刀架的结构和工作原理  19-21
  2.3 超磁致伸缩执行器的控制技术  21-22
  2.4 传统进给系统的工作原理  22-26
  2.5 微进给闭环控制方案的讨论  26-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章硬件电路设计  29-43
  3.1 处理器芯片的选择  29-32
    3.1.1 微处理器芯片的介绍  29-30
    3.1.2 单片机芯片的选择  30-32
  3.2 位移传感器的选择  32-35
  3.3 STC12C5A32S2 及其外围电路设计  35-42
    3.3.1 电源设计  35-36
    3.3.2 信号转换电路设计  36-38
    3.3.3 补偿电路设计  38
    3.3.4 复位电路设计  38-41
    3.3.5 印刷电路板制作  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章单片机系统的程序设计  43-69
  4.1 单片机标定程序的整体设计  43-50
  4.2 单片机补偿程序的整体设计  50-54
  4.3 数模转换程序的设计  54-59
    4.3.1 数模转换器的分类  54-56
    4.3.2 DAC75l2 的数模程序设计  56-59
  4.4 模数转换程序的设计  59-66
    4.4.1 模数转换器的分类  60-62
    4.4.2 MCP3202 的模数程序设计  62-66
  4.5 单片机串口通信程序设计  66-68
  4.6 本章小节  68-69
第5章微进给系统特性的实验研究  69-82
  5.1 实验装置的介绍  69-70
  5.2 系统标定实验  70-73
  5.3 微进给系统特性实验  73-80
    5.3.1 工作原理及步骤  73
    5.3.2 静态特性实验  73-75
    5.3.3 动态特性实验  75-79
    5.3.4 微进给系统的误差分析  79-80
  5.4 抗干扰措施  80
  5.5 本章小结  80-82
结论  82-84
参考文献  84-88
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  88-89
致谢  89-90

稀土超磁致伸缩材料微进给特性研究

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