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CAMOZZI康茂勝超磁致伸縮執行器的研究
隨著微納米技術的發展，人們對精密驅動及控制技術提出了更高的要求，并不斷地采用新型功能材料和新型工作原理來提高精密驅動及其控制技術的水平。超磁致伸縮執行器是以新型功能材料——超磁致伸縮材料作為致動元件的一類微位移執行器，具有輸出位移和輸出力大、響應速度快等突出優點，已在超精密加工、流體控制機械等領域獲得了廣泛的應用，顯示出巨大的發展潛力。

CAMOZZI康茂勝超磁致伸縮執行器的研究
超磁致伸縮CAMOZZI執行器是以新型功能材料--超磁致伸縮材料作為致動元件的一類微位移執行器，具有輸出位移和力大、響應速度快、溫度范圍寬、低壓可操作等突出優點，已在精密、超精密加工、流體控制機械、微調節與微補償機構、微機電系統以及納米技術等領域呈現出良好的應用前景。然而超磁致伸縮材料是鐵磁性材料，由于該材料自身以及組成驅動磁路的其它元件存在較強的磁滯特性，導致執行器輸出位移存在著滯回性強、重復性差、非線性嚴重等缺點，嚴重限制了執行器的定位精度，影響了該材料及其執行器更廣泛的應用。 論文在深入研究了國內外關于超磁致伸縮材料及其執行器的建模理論與控制方法的基礎上，針對超磁致伸縮執行器的磁滯非線性，應用Priesach理論建立了執行器的磁滯模型，根據該模型推導出了執行器的逆磁滯模型，設計了前饋控制器對磁滯非線性進行補償。在前饋控制的基礎上，論文提出了利用執行器的實際輸出與指令輸入之間的偏差信號的大小來設計自適應控制器和自適應算法，充分利用前饋“及時”和反饋“消除偏差”的優點，動態調整控制器的參數，進一步提高執行器的控制精度。 建立了以單片機為核心的執行器閉環控制系統，包括驅動電源的研制、傳感變送器的設計與實現、單片機控制單元、模擬量輸入輸出通道的設計以及系統監控、驅動軟件的設計與編程實現。在此基礎上對執行器的前饋和反饋兩種控制方案進行了實驗研究，實測了執行器在不同幅值下的階躍響應曲線、執行器的軌跡跟蹤曲線。首先分析了一下超磁致伸縮現象以及產生機理，然后詳細研究了超磁致伸縮材料的一些基本特性，接著對超磁致伸縮執行器的結構簡圖以及工作原理進行了深入分析，并對超磁致伸縮執行器裝置中的重要機械尺寸進行了計算，得出了一系列相關重要參數。然后在此基礎上，根據電磁學知識對超磁致伸縮執行器裝置中的磁路進行了研究，確定了超磁致伸縮執行器中的偏置磁場的大小和*磁鐵的選型以及超磁致伸縮執行器在正常工作時所需要的預應力的值，同時建立起了反映超磁致伸縮執行器的磁滯和渦流損失的數學模型。 接下來根據超磁致伸縮執行器的控制對象特點，提出了基于位移閉環的控制方案。然后結合本系統，將積分分離PID算法應用到本控制系統中，實現了其數字化以及程序化，為閉環控制的實現奠定了基礎。 根據自動控制原理，結合超磁致伸縮材料的磁滯特性，本文建立了以高性能單片機為核心的超磁致伸縮執行器微位移閉環控制系統；分析和構建了構成系統所必需的微位移檢測變送通道、模擬量輸入通道、單片機控制單元、模擬量輸出通道等重要組成部分；設計了控制系統的硬件電路部分，主要包括A/D轉換電路、D/A轉換電路、鍵盤顯示電路，以及恒流源接口電路等部分的設計；結合C語言，并根據模塊化編程思想，開發了控制系統的軟件。軟件部分主要包括系統主程序模塊、采樣與控制輸出模塊、鍵盤顯示模塊以及PID控制算法模塊等其他相關功能模塊，實現了數據采集、處理與控制輸出等功能，并在軟件和硬件的設計中采用了一系列措施來防止干擾對系統的影響。

CAMOZZI康茂勝超磁致伸縮執行器的研究
實驗結果表明本文建立的執行器的磁滯模型能夠準確的描述執行器的磁滯非線性，根據此模型設計的兩種控制方案大幅度的補償了執行器的磁滯非線性，提高了執行器的控制精度。 zui后，在對論文的研究內容進行了總結的基礎上，對該領域的研究方向以及進一步的工作提出了建議。