超磁致伸縮材料微位移執(zhí)行器原理與應用

序
前言
第1章 超磁致伸縮材料與物理學基礎
1.1 磁致伸縮現(xiàn)象
1.2 磁致伸縮現(xiàn)象產(chǎn)生的物理機理
1.2.1 磁致伸縮的機理
1.2.2 磁致伸縮的唯象理論
1.3 超磁致伸縮材料及其特性
1.3.1 超磁致伸縮材料的發(fā)展
1.3.2 超磁致伸縮材料分類
1.3.3 超磁致伸縮材料的晶體和微結(jié)構(gòu)
1.3.4 稀土超磁致伸縮材料的性能
第2章 超磁致伸縮材料的制備與應用特性
2.1 超磁致伸縮材料制備
2.1.1 制備方法
2.1.2 樣品制備
2.2 超磁致伸縮材料的應用特性
2.2.1 磁致伸縮特性
2.2.2 機電耦合特性
2.2.3 動態(tài)特性
2.2.4 其他特性
第3章 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器設計理論與方法
3.1 執(zhí)行器總體結(jié)構(gòu)與工作原理
3.2 微位移傳遞機構(gòu)的設計
3.2.1 圓形膜片式微位移傳遞機構(gòu)
3.2.2 彈性圓薄板彎曲問題的數(shù)學模型
3.2.3 圓形膜片式微位移傳遞機構(gòu)的解析解及設計原理
3.3 磁場與位移自感知的原理與實現(xiàn)
3.3.1 微位移感知功能的原理
3.3.2 驅(qū)動磁場自感知功能的原理
3.4 執(zhí)行器內(nèi)部的磁場(路)設計與研究
3.4.1 磁路的總體分析及設計
3.4.2 偏置磁場的設計
3.4.3 電磁線圈的功率優(yōu)化及設計方法
3.5 驅(qū)動磁場的均勻化及分析
3.5.1 驅(qū)動磁場的徑向均勻度分析
3.5.2 驅(qū)動磁場的軸向均勻度分析及均勻化
3.6 線圈電流與驅(qū)動磁場的測量曲線及分析
3.7 執(zhí)行器內(nèi)部溫度分析及冷卻系統(tǒng)
3.8 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器的有限元分析
3.8.1 執(zhí)行器預緊機構(gòu)的有限元分析
3.8.2 預緊機構(gòu)模態(tài)分析
3.8.3 執(zhí)行器的偏置磁場有限元分析
3.8.4 電磁場有限元分析
第4章 超磁致伸縮材料及微位移執(zhí)行器的建模理論
4.1 磁滯的物理建模理論
4.1.1 鐵磁磁滯
4.1.2 Weiss分子場理論
4.1.3 Ji1es-Atherton模型
4.2 磁滯的數(shù)學建模理論
4.2.1 Preisach算子
4.2.2 Preisach權(quán)函數(shù)的確定
4.2.3 Preisach算子的離散表達式
4.2.4 矢量Preisach模型
4.3 耦合外部應力的均質(zhì)能量場模型
4.3.1 均質(zhì)能量場模型
4.3.2 耦合外部應力的磁機模型
4.3.3 應力耦合磁化模型的離散化及求逆算法
4.4 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器模型
4.4.1 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器矢量阻抗分析模型
4.4.2 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器的負載矢量阻抗模型
4.4.3 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器結(jié)構(gòu)動力學模型
第5章 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器控制技術(shù)
5.1 超磁致伸縮執(zhí)行器控制系統(tǒng)的組成
5.2 高穩(wěn)定度、智能化超磁致伸縮微位移執(zhí)行器驅(qū)動電源
5.2.1 驅(qū)動電源的特點及組成
5.2.2 基于功率MOSFET的高穩(wěn)定度雙向可控恒流源
5.3 單片機控制單元設計
5.3.1 控制器及其外圍電路設計
5.3.2 模擬量輸入通道和輸出通道設計
5.3.3 控制系統(tǒng)軟件的設計與調(diào)試
5.4 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器控制方法概述
5.5 基于系統(tǒng)辨識模型的離線優(yōu)化PID控制
5.5.1 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器的系統(tǒng)辨識
5.5.2 串聯(lián)PID補償器參數(shù)整定
5.5.3 PID控制器參數(shù)的閉環(huán)優(yōu)化
5.5.4 兩組PID控制參數(shù)比較
5.6 執(zhí)行器的前饋控制
5.6.1 執(zhí)行器的前饋控制
5.6.2 執(zhí)行器前饋控制的仿真
5.7 執(zhí)行器的自適應控制
5.7.1 執(zhí)行器的簡單自適應控制
5.7.2 抑制傳感器噪聲的自適應控制
5.7.3 改進的執(zhí)行器控制方法
5.8 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器的滑模變結(jié)構(gòu)控制
5.8.1 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器的控制模型
5.8.2 超磁致伸縮微位移執(zhí)行器的自適應離散滑模變結(jié)構(gòu)控制
5.8.3 控制仿真實例
第6章 超磁致伸縮薄膜的物理與材料學基礎
6.1 超磁致伸縮薄膜概述
6.2 薄膜的磁致伸縮現(xiàn)象機理
6.2.1 薄膜的磁疇
6.2.2 薄膜的自發(fā)磁化
6.2.3 薄膜的磁致磁化
6.3 超磁致伸縮薄膜材料的特性
6.3.1 磁致伸縮特性
6.3.2 磁致伸縮薄膜的磁各向異性
6.3.3 超磁致伸縮薄膜的動態(tài)特性
6.3.4 超磁致伸縮薄膜的△E效應
6.4 超磁致伸縮薄膜磁致伸縮性能的影響因素
6.4.1 材料成分對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.2 薄膜內(nèi)應力對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.3 熱處理對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.4 磁致伸縮復合鍍層
6.5 超磁致伸縮薄膜制備
6.5.1 超磁致伸縮薄膜的制備方法
6.5.2 超磁致伸縮薄膜靶材及基片的選擇
6.5.3 超磁致伸縮薄膜的制備工藝參數(shù)
6.5.4 雙層超磁致伸縮薄膜的樣品制備及性能檢測
第7章 超磁致伸縮薄膜材料建模理論
7.1 超磁致伸縮薄膜低磁場準靜態(tài)磁機耦合特性及模型
7.1.1 超磁致伸縮薄膜低磁場磁機耦合特性
7.1.2 超磁致伸縮薄膜低磁場下準靜態(tài)磁機耦合模型
7.1.3 超磁致伸縮薄膜低磁場下準靜態(tài)磁機耦合模型的實驗分析
7.2 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形分析及模型
7.2.1 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形分析
7.2.2 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形模型
7.2.3 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形模型的實驗分析
7.3 超磁致伸縮薄膜非線性振動模型
7.3.1 動態(tài)磁致伸縮等效載荷
7.3.2 超磁致伸縮薄膜非線性振動方程
7.3.3 超磁致伸縮薄膜主共振響應
7.3.4 超磁致伸縮薄膜超諧波共振響應
7.4 超磁致伸縮薄膜振動特性分析及實驗研究
7.4.1 超磁致伸縮薄膜振動圖像
7.4.2 超磁致伸縮薄膜共振頻率的變化分析
7.4.3 超磁致伸縮薄膜振動幅值的變化分析
第8章 超磁致伸縮材料的應用研究
8.1 超磁致伸縮器件的應用研究概述
8.2 超磁致伸縮材料在執(zhí)行器中的應用
8.2.1 在聲吶系統(tǒng)中的應用
8.2.2 在直線電機中的應用
8.2.3 在旋轉(zhuǎn)電機中的應用
8.2.4 在伺服閥中的應用
8.2.5 在超精加工中的應用
8.2.6 超磁致伸縮/壓電混合器件中的應用
8.2.7 在流體控制中的應用
8.2.8 在振動控制中的應用
8.3 超磁致伸縮材料在傳感器中的應用
8.3.1 力矩傳感器
8.3.2 位置傳感器
8.3.3 力傳感器
8.4 超磁致伸縮薄膜器件的應用概述
8.5 超磁致伸縮薄膜在執(zhí)行器中的應用
8.5.1 微型泵
8.5.2 微型閥
8.5.3 超聲馬達
8.5.4 微行走機械
8.5.5 光纖開關(guān)
8.5.6 伺服機構(gòu)
8.6 超磁致伸縮薄膜在傳感器中的應用
8.6.1 微型力傳感器
8.6.2 光纖磁傳感器
8.7 超磁致伸縮薄膜在微型泳動機器人中的應用
8.7.1 超磁致伸縮薄膜微型機器人的泳動推進模式
8.7.2 泳動微型機器人的結(jié)構(gòu)與仿生機理
8.7.3 超磁致伸縮薄膜微型泳動機器人試驗系統(tǒng)
8.7.4 超磁致伸縮薄膜微型機器人的泳動特性試驗與分析
參考文獻