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