题目：超磁致伸缩执行器的微位移及主动振动控制研究

超磁致伸缩材料（GMM，Giant Magnetostrictive Materials）是一种响应速度快、输出力大、应变大、工作频带宽、驱动电压低的智能材料，利用超磁致伸缩材料研制的超磁致伸缩执行器（GMA，Giant Magnetostrictive Actuator）在精密加工、精确定位、振动主动控制等领域具有重要的应用前景。因此超磁致伸缩执行器的精密定位控制和主动振动控制研究对于超磁致伸缩执行器在精密加工、精密定位及振动控制领域的应用具有重要的意义。本文在调研国内外相关研究的基础上，搭建了一套基于PMAC运动控制卡的控制系统，并基于此控制系统进行了超磁致伸缩执行器微位移定位控制和主动振动控制实验，主要研究结果如下：基于PMAC(可编程运动控制器)运动控制卡、涡流传感器和伺服放大器搭建了一套控制系统，并基于此控制系统的硬件设备及PEWIN软件通过系统稳定性的调节实现了对于PID+前馈控制算法中各参数的调节。采用此控制系统对超磁致伸缩执行器微位移定位性能进行了研究，分别进行了超磁致伸缩执行器相对较大位移定位实验和微位移定位实验，并通过调节I变量将超磁致伸缩执行器响应时间由初始的163ms提高至小于10ms，实验结果表明超磁致伸缩执行器可以实现在行程范围内，最小定位精度为0.9μm的定位实验，但是定位试验中存在一个小于0.5μm的定位误差，进一步的实验证明超磁致伸缩执行器定位实验产生的误差为系统误差。在超磁致伸缩执行器微位移定位实验的基础上，研究了超磁致伸缩执行器的主动振动控制性能。通过实验方案的设计及不断改善，实现了超磁致伸缩执行器频率为1~100Hz时的减振实验，实验结果表明，对于频率小于10Hz的振动，可以实现衰减量达到90%以上的减振效果，随着频率的增加，主动振动控制的效果是逐渐减弱的。进一步改变PID参数，频率小于35Hz的减振效果提高，并能实现衰减量达到85%以上的减振效果。