超磁致伸缩材料微位移执行器原理与应用PDF电子书下载

第1章 超磁致伸缩材料与物理学基础 1

磁致伸缩现象 1

磁致伸缩现象产生的物理机理 2

磁致伸缩的机理 2

磁致伸缩的唯象理论 6

超磁致伸缩材料及其特性 8

超磁致伸缩材料的发展 8

超磁致伸缩材料分类 9

超磁致伸缩材料的晶体和微结构 12

稀土超磁致伸缩材料的性能 14

第2章 超磁致伸缩材料的制备与应用特性 20

超磁致伸缩材料制备 20

制备方法 20

样品制备 27

超磁致伸缩材料的应用特性 36

磁致伸缩特性 36

机电耦合特性 39

动态特性 41

其他特性 43

第3章 超磁致伸缩微位移执行器设计理论与方法 49

执行器总体结构与工作原理 49

微位移传递机构的设计 52

圆形膜片式微位移传递机构 52

弹性圆薄板弯曲问题的数学模型 53

圆形膜片式微位移传递机构的解析解及设计原理 56

磁场与位移自感知的原理与实现 60

微位移感知功能的原理 60

驱动磁场自感知功能的原理 69

执行器内部的磁场（路）设计与研究 72

磁路的总体分析及设计 74

偏置磁场的设计 76

电磁线圈的功率优化及设计方法 80

驱动磁场的均匀化及分析 88

驱动磁场的径向均匀度分析 88

驱动磁场的轴向均匀度分析及均匀化 90

线圈电流与驱动磁场的测量曲线及分析 91

执行器内部温度分析及冷却系统 93

超磁致伸缩微位移执行器的有限元分析 95

执行器预紧机构的有限元分析 95

预紧机构模态分析 97

执行器的偏置磁场有限元分析 99

电磁场有限元分析 102

第4章 超磁致伸缩材料及微位移执行器的建模理论 107

磁滞的物理建模理论 107

铁磁磁滞 108

Weiss分子场理论 108

Jiles-Atherton模型 109

磁滞的数学建模理论 112

Preisach算子 112

Preisach权函数的确定 114

Preisach算子的离散表达式 116

矢量Preisach模型 116

耦合外部应力的均质能量场模型 118

均质能量场模型 119

耦合外部应力的磁机模型 119

应力耦合磁化模型的离散化及求逆算法 122

超磁致伸缩微位移执行器模型 130

超磁致伸缩微位移执行器矢量阻抗分析模型 130

超磁致伸缩微位移执行器的负载矢量阻抗模型 133

超磁致伸缩微位移执行器结构动力学模型 137

第5章 超磁致伸缩微位移执行器控制技术 143

超磁致伸缩执行器控制系统的组成 143

高稳定度、智能化超磁致伸缩微位移执行器驱动电源 144

驱动电源的特点及组成 144

基于功率MOSFET的高稳定度双向可控恒流源 145

单片机控制单元设计 153

控制器及其外围电路设计 154

模拟量输入通道和输出通道设计 155

控制系统软件的设计与调试 158

超磁致伸缩微位移执行器控制方法概述 160

基于系统辨识模型的离线优化PID控制 161

超磁致伸缩微位移执行器的系统辨识 162

串联PID补偿器参数整定 170

PID控制器参数的闭环优化 173

两组PID控制参数比较 173

执行器的前馈控制 177

执行器的前馈控制 178

执行器前馈控制的仿真 180

执行器的自适应控制 182

执行器的简单自适应控制 182

抑制传感器噪声的自适应控制 184

改进的执行器控制方法 184

超磁致伸缩微位移执行器的滑模变结构控制 186

超磁致伸缩微位移执行器的控制模型 186

超磁致伸缩微位移执行器的自适应离散滑模变结构控制 188

控制仿真实例 192

第6章 超磁致伸缩薄膜的物理与材料学基础 197

超磁致伸缩薄膜概述 197

薄膜的磁致伸缩现象机理 199

薄膜的磁畴 199

薄膜的自发磁化 201

薄膜的磁致磁化 202

超磁致伸缩薄膜材料的特性 205

磁致伸缩特性 205

磁致伸缩薄膜的磁各向异性 206

超磁致伸缩薄膜的动态特性 208

超磁致伸缩薄膜的△E效应 208

超磁致伸缩薄膜磁致伸缩性能的影响因素 209

材料成分对薄膜磁致伸缩性能的影响 209

薄膜内应力对薄膜磁致伸缩性能的影响 210

热处理对薄膜磁致伸缩性能的影响 210

磁致伸缩复合镀层 211

超磁致伸缩薄膜制备 211

超磁致伸缩薄膜的制备方法 211

超磁致伸缩薄膜靶材及基片的选择 214

超磁致伸缩薄膜的制备工艺参数 214

双层超磁致伸缩薄膜的样品制备及性能检测 217

第7章 超磁致伸缩薄膜材料建模理论 221

超磁致伸缩薄膜低磁场准静态磁机耦合特性及模型 221

超磁致伸缩薄膜低磁场磁机耦合特性 221

超磁致伸缩薄膜低磁场下准静态磁机耦合模型 223

超磁致伸缩薄膜低磁场下准静态磁机耦合模型的实验分析 228

双层超磁致伸缩薄膜几何非线性变形分析及模型 232

双层超磁致伸缩薄膜几何非线性变形分析 232

双层超磁致伸缩薄膜几何非线性变形模型 233

双层超磁致伸缩薄膜几何非线性变形模型的实验分析 236

超磁致伸缩薄膜非线性振动模型 240

动态磁致伸缩等效载荷 240

超磁致伸缩薄膜非线性振动方程 246

超磁致伸缩薄膜主共振响应 252

超磁致伸缩薄膜超谐波共振响应 258

超磁致伸缩薄膜振动特性分析及实验研究 265

超磁致伸缩薄膜振动图像 266

超磁致伸缩薄膜共振频率的变化分析 271

超磁致伸缩薄膜振动幅值的变化分析 275

第8章 超磁致伸缩材料的应用研究 281

超磁致伸缩器件的应用研究概述 281

超磁致伸缩材料在执行器中的应用 282

在声呐系统中的应用 282

在直线电机中的应用 284

在旋转电机中的应用 285

在伺服阀中的应用 287

在超精加工中的应用 288

超磁致伸缩/压电混合器件中的应用 289

在流体控制中的应用 290

在振动控制中的应用 291

超磁致伸缩材料在传感器中的应用 291

力矩传感器 292

位置传感器 293

力传感器 293

超磁致伸缩薄膜器件的应用概述 294

超磁致伸缩薄膜在执行器中的应用 295

微型泵 295

微型阀 296

超声马达 297

微行走机械 297

光纤开关 298

伺服机构 298

超磁致伸缩薄膜在传感器中的应用 300

微型力传感器 300

光纤磁传感器 300

超磁致伸缩薄膜在微型泳动机器人中的应用 301

超磁致伸缩薄膜微型机器人的泳动推进模式 302

泳动微型机器人的结构与仿生机理 304

超磁致伸缩薄膜微型泳动机器人试验系统 307

超磁致伸缩薄膜微型机器人的泳动特性试验与分析 308

参考文献 312