CAMOZZI康茂胜超磁致伸缩执行器的研究
随着微纳米技术的发展，人们对精密驱动及控制技术提出了更高的要求，并不断地采用新型功能材料和新型工作原理来提高精密驱动及其控制技术的水平。超磁致伸缩执行器是以新型功能材料——超磁致伸缩材料作为致动元件的一类微位移执行器，具有输出位移和输出力大、响应速度快等突出优点，已在超精密加工、流体控制机械等领域获得了广泛的应用，显示出巨大的发展潜力。

CAMOZZI康茂胜超磁致伸缩执行器的研究
超磁致伸缩CAMOZZI执行器是以新型功能材料--超磁致伸缩材料作为致动元件的一类微位移执行器，具有输出位移和力大、响应速度快、温度范围宽、低压可操作等突出优点，已在精密、超精密加工、流体控制机械、微调节与微补偿机构、微机电系统以及纳米技术等领域呈现出良好的应用前景。然而超磁致伸缩材料是铁磁性材料，由于该材料自身以及组成驱动磁路的其它元件存在较强的磁滞特性，导致执行器输出位移存在着滞回性强、重复性差、非线性严重等缺点，严重限制了执行器的定位精度，影响了该材料及其执行器更广泛的应用。 论文在深入研究了国内外关于超磁致伸缩材料及其执行器的建模理论与控制方法的基础上，针对超磁致伸缩执行器的磁滞非线性，应用Priesach理论建立了执行器的磁滞模型，根据该模型推导出了执行器的逆磁滞模型，设计了前馈控制器对磁滞非线性进行补偿。在前馈控制的基础上，论文提出了利用执行器的实际输出与指令输入之间的偏差信号的大小来设计自适应控制器和自适应算法，充分利用前馈“及时”和反馈“消除偏差”的优点，动态调整控制器的参数，进一步提高执行器的控制精度。 建立了以单片机为核心的执行器闭环控制系统，包括驱动电源的研制、传感变送器的设计与实现、单片机控制单元、模拟量输入输出通道的设计以及系统监控、驱动软件的设计与编程实现。在此基础上对执行器的前馈和反馈两种控制方案进行了实验研究，实测了执行器在不同幅值下的阶跃响应曲线、执行器的轨迹跟踪曲线。首先分析了一下超磁致伸缩现象以及产生机理，然后详细研究了超磁致伸缩材料的一些基本特性，接着对超磁致伸缩执行器的结构简图以及工作原理进行了深入分析，并对超磁致伸缩执行器装置中的重要机械尺寸进行了计算，得出了一系列相关重要参数。然后在此基础上，根据电磁学知识对超磁致伸缩执行器装置中的磁路进行了研究，确定了超磁致伸缩执行器中的偏置磁场的大小和*磁铁的选型以及超磁致伸缩执行器在正常工作时所需要的预应力的值，同时建立起了反映超磁致伸缩执行器的磁滞和涡流损失的数学模型。 接下来根据超磁致伸缩执行器的控制对象特点，提出了基于位移闭环的控制方案。然后结合本系统，将积分分离PID算法应用到本控制系统中，实现了其数字化以及程序化，为闭环控制的实现奠定了基础。 根据自动控制原理，结合超磁致伸缩材料的磁滞特性，本文建立了以高性能单片机为核心的超磁致伸缩执行器微位移闭环控制系统；分析和构建了构成系统所必需的微位移检测变送通道、模拟量输入通道、单片机控制单元、模拟量输出通道等重要组成部分；设计了控制系统的硬件电路部分，主要包括A/D转换电路、D/A转换电路、键盘显示电路，以及恒流源接口电路等部分的设计；结合C语言，并根据模块化编程思想，开发了控制系统的软件。软件部分主要包括系统主程序模块、采样与控制输出模块、键盘显示模块以及PID控制算法模块等其他相关功能模块，实现了数据采集、处理与控制输出等功能，并在软件和硬件的设计中采用了一系列措施来防止干扰对系统的影响。

CAMOZZI康茂胜超磁致伸缩执行器的研究
实验结果表明本文建立的执行器的磁滞模型能够准确的描述执行器的磁滞非线性，根据此模型设计的两种控制方案大幅度的补偿了执行器的磁滞非线性，提高了执行器的控制精度。 zui后，在对论文的研究内容进行了总结的基础上，对该领域的研究方向以及进一步的工作提出了建议。