基于Preisach模型的磁控形状记忆合金执行器磁滞非线性研究

【摘要】近年来，人们对智能材料的关注越来越多。磁控形状记忆合金(MagneticallyControlledShapeMemoryAlloy,MSMA)作为一种新型的智能材料，兼具形状记忆效应和磁控形状记忆效应，不仅具有温控形状记忆合金输出应变大的特点，并且具有超磁致伸缩材料响应速度快，效率高和易于控制的优点。拥有这些优点，磁控形状记忆合金材料未来会受到更多的关注。相比较其他智能材料，磁控形状记忆合金材料的历史较短，对磁控形状记忆合金执行器的研究也很少。本文主要针对磁控形状记忆合金执行器的磁滞非线性进行研究，设计能够补偿磁滞非线性的逆模型和位移高精度控制方案，提高执行器的控制精度。本文首先介绍了磁控形状记忆合金的形变机理、性能特点和MSMA执行器的工作原理，对磁滞非线性进行了分析研究。采用Preisach模型建立磁控形状记忆合金执行器的正模型；分别采用递推最小二乘法、加权递推最小二乘法和遗忘因子最小二乘法作为其密度参数的辨识方法。通过实验仿真证明所建模型的有效性。根据Preisach模型的建模原理，本文采用估计法建立执行器的逆模型，并以逆模型作为前馈控制器实现执行器的开环控制，对执行器的磁滞非线性进行补偿。仿真结果表明，前馈控制能够很好地补偿磁滞非线性，提高了执行器的控制精度。为了进一步对磁滞非线性进行补偿，本文提出了基于Preisach逆模型前馈补偿的PID复合控制和基于Preisach逆模型前馈补偿的模糊自适应整定PID复合控制方案。仿真研究结果表明，所提出的复合控制方案能够很好地降低磁滞非线性对执行器控制精度的影响。
【作者】郝鸣；
【导师】周淼磊；
【作者基本信息】吉林大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】磁控形状记忆合金执行器；磁滞非线性；Preisach模型；复合控制；模糊控制；

【参考文献】
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