《超磁致伸縮材料微位移執行器原理與套用》是2008年科學出版社出版的圖書，作者是賈振元、郭東明。本書既具有理論的系統性，又具有工程技術的實用性，可供從事超磁致伸縮材料及其執行器研究工作的科技工作者、專業技術人員以及高等院校相關專業的師生參考。同時，也可供從事其他功能材料及其套用研究的科研、工程技術人員參閱。
基本介紹
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《超磁致伸縮材料背殼鑽微位移執行器原理與套用》是多項國家自然科學基金、高等學校博士學科點專項基金、遼寧省科學技術基金等項目的研究成果總結，是一本介紹超磁致伸縮材料微位移執行器的原理、設計方法及套用的專著。《超磁致伸縮材料微位移執行器原理與套用》系統地闡述了超磁致伸縮材料的材料與物理學基礎、微位移執行器結構設計方法、建模理論、非線性控制技術以及超磁致伸縮薄膜的工作原理和靜動態特性等，並介紹了各種超磁致伸縮材料微位移執行器的套用實例。全書共分8章。第1章介紹了超磁致伸縮材料與物理學基礎；第2章介紹了超磁致伸縮材料的製備與套用特性；第3章介紹了超磁致伸縮微位移執行器設計理論與方法；第4章介紹了超磁致伸縮材料及微位移執行器的建模理論；第5章介紹了超磁致伸縮微位移執行器控制技術；第6章闡述了超磁致伸縮薄膜的物理與材料學基礎；第7章闡述了超磁致伸縮薄膜材料建模理論；第8章介紹了超磁致伸縮材料的套用研究。
圖書目錄
序
前言
第1章 超磁致伸縮材料與物理學基礎
1.1 磁致伸縮現象
1.2 磁致伸縮現象產生的物理機理
1.2.1 磁致伸縮的機理
1.2.2 磁致伸縮的唯象理論
1.3 超磁致伸縮材料及其特性
1.3.1 超磁致伸縮材料的發展
1.3.2 超磁致伸縮材料分類
1.3.3 超磁致伸縮材料的晶體和微結構
1.3.4 稀土超磁致伸縮材料的性能
第2章 超磁致伸縮材料的製備與套用特性
2.1 超磁致伸縮材料製備
2.1.1 製備方法
2.1.2 樣品製備
2.2 超磁致伸縮材料的套用特性
2.2.1 磁致伸縮特性
2.2.2 機電耦合特性
2.2.3 動態特性
2.2.4 其他特性
第3章 超磁致伸縮微位移執行器設計理論與方法
3.1 執行器總體結構與工作原理
3.2 微位移傳遞機構的設計
3.2.1 圓形膜片式微位移傳遞機構
3.2.2 彈性圓薄板彎曲問題的數學模型
3.2.3 圓形膜片式微位移傳遞機構的解析解及設計原理
3.3 磁場與位移自感知的原理與實現
3.3.1 微位移感知功能的原理
3.3.2 驅動磁場自感知功能的原理
3.4 執行器內部的磁場(路)設計與研究
3.4.1 磁路的總體分析及設計
3.4.2 偏置磁場的設計己芝姜
3.4.3 電磁線圈的功率最佳化及設計方法
3.5 驅動磁場的均勻化及分析
3.5.1 驅動磁場的徑向均試轎催勻度分析
3.5.2 驅動磁場的軸向均勻度分析及均勻化
3.6 線圈電流與驅動磁場的測量曲線及分析
3.7 執行器內部溫度分析及冷卻系統
3.8 超磁致伸縮微位移執行器的有限元分析
3.8.1 執行器預緊機構的有限元分析
3.8.2 預緊機構模態分析
3.8.3 執行器的偏置磁場有限元分析
3.8.4 電磁場有限元分析
第4章 超磁致伸縮材料及微位移執行器的建模理論
4.1 磁滯的物理建模理論
4.1.1 鐵磁磁滯
4.1.2 Weiss分子場理論
4.1.3 Ji1es-Atherton模型
4.2 磁滯的數學建模理論
4.2.1 Preisach運算元
4.2.2 Preisach權函式的確定
4.2.3 Preisach運算元的離散表達式
4.2.4 矢量Preisach模型
4.3 耦合外部應力的均質能量場模型
4.3.1 均質能量場模型
4.3.2 耦合外部應力的磁機模型
4.3.3 應力耦合辨采朵戶磁化模型的離散化及求逆算法
4.4 超磁致伸縮微位移執行器模型
4.4.1 超磁致伸縮微位移執行器矢量阻抗分析模型
4.4.2 超磁致伸縮微位移執行器的負載矢量阻抗模型
4.4.3 超磁致伸縮微位移執行器結構動力學模型
第5章 超磁致伸縮微位移執行器控制技術
5.1 超磁致伸縮執行器控制系統的組成
5.2 高穩定度、智慧型化超磁致伸縮微位移執行器驅動電源
5.2.1 驅動電源的特點及組成
5.2.2 基於功率MOSFET的高穩定度雙向可控恆流源
5.3 單片機控制單元設計
5.3.1 控制器及其外圍電路設計
5.3.2 模擬量輸入通道和輸出通廈臘道設計
5.3.3 控制系統軟體的設府戀承背計與調試
5.4 超磁致伸縮微位移執行器控制方法概述
5.5 基於系統辨識模型的離線最佳化PID控制
5.5.1 超磁致伸縮微位移執行器的系統棵匪茅辨識
5.5.2 串聯PID補償器參數整定
5.5.3 PID控制器參數的閉環最佳化
5.5.4 兩組PID控制參數比較
5.6 執行器的前饋控制
5.6.1 執行器的前饋控制
5.6.2 執行器前饋控制的仿真
5.7 執行器的自適應控制
5.7.1 執行器的簡單自適應控制
5.7.2 抑制感測器噪聲的自適應控制
5.7.3 改進的執行器控制方法
5.8 超磁致伸縮微位移執行器的滑模變結構控制
5.8.1 超磁致伸縮微位移執行器的控制模型
5.8.2 超磁致伸縮微位移執行器的自適應離散滑模變結構控制
5.8.3 控制仿真實例
第6章 超磁致伸縮薄膜的物理與材料學基礎
6.1 超磁致伸縮薄膜概述
6.2 薄膜的磁致伸縮現象機理
6.2.1 薄膜的磁疇
6.2.2 薄膜的自發磁化
6.2.3 薄膜的磁致磁化
6.3 超磁致伸縮薄膜材料的特性
6.3.1 磁致伸縮特性
6.3.2 磁致伸縮薄膜的磁各向異性
6.3.3 超磁致伸縮薄膜的動態特性
6.3.4 超磁致伸縮薄膜的△E效應
6.4 超磁致伸縮薄膜磁致伸縮性能的影響因素
6.4.1 材料成分對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.2 薄膜內應力對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.3 熱處理對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.4 磁致伸縮複合鍍層
6.5 超磁致伸縮薄膜製備
6.5.1 超磁致伸縮薄膜的製備方法
6.5.2 超磁致伸縮薄膜靶材及基片的選擇
6.5.3 超磁致伸縮薄膜的製備工藝參數
6.5.4 雙層超磁致伸縮薄膜的樣品製備及性能檢測
第7章 超磁致伸縮薄膜材料建模理論
7.1 超磁致伸縮薄膜低磁場準靜態磁機耦合特性及模型
7.1.1 超磁致伸縮薄膜低磁場磁機耦合特性
7.1.2 超磁致伸縮薄膜低磁場下準靜態磁機耦合模型
7.1.3 超磁致伸縮薄膜低磁場下準靜態磁機耦合模型的實驗分析
7.2 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形分析及模型
7.2.1 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形分析
7.2.2 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形模型
7.2.3 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形模型的實驗分析
7.3 超磁致伸縮薄膜非線性振動模型
7.3.1 動態磁致伸縮等效載荷
7.3.2 超磁致伸縮薄膜非線性振動方程
7.3.3 超磁致伸縮薄膜主共振回響
7.3.4 超磁致伸縮薄膜超諧波共振回響
7.4 超磁致伸縮薄膜振動特性分析及實驗研究
7.4.1 超磁致伸縮薄膜振動圖像
7.4.2 超磁致伸縮薄膜共振頻率的變化分析
7.4.3 超磁致伸縮薄膜振動幅值的變化分析
第8章 超磁致伸縮材料的套用研究
8.1 超磁致伸縮器件的套用研究概述
8.2 超磁致伸縮材料在執行器中的套用
8.2.1 在聲吶系統中的套用
8.2.2 在直線電機中的套用
8.2.3 在旋轉電機中的套用
8.2.4 在伺服閥中的套用
8.2.5 在超精加工中的套用
8.2.6 超磁致伸縮/壓電混合器件中的套用
8.2.7 在流體控制中的套用
8.2.8 在振動控制中的套用
8.3 超磁致伸縮材料在感測器中的套用
8.3.1 力矩感測器
8.3.2 位置感測器
8.3.3 力感測器
8.4 超磁致伸縮薄膜器件的套用概述
8.5 超磁致伸縮薄膜在執行器中的套用
8.5.1 微型泵
8.5.2 微型閥
8.5.3 超聲馬達
8.5.4 微行走機械
8.5.5 光纖開關
8.5.6 伺服機構
8.6 超磁致伸縮薄膜在感測器中的套用
8.6.1 微型力感測器
8.6.2 光纖磁感測器
8.7 超磁致伸縮薄膜在微型泳動機器人中的套用
8.7.1 超磁致伸縮薄膜微型機器人的泳動推進模式
8.7.2 泳動微型機器人的結構與仿生機理
8.7.3 超磁致伸縮薄膜微型泳動機器人試驗系統
8.7.4 超磁致伸縮薄膜微型機器人的泳動特性試驗與分析
參考文獻
3.7 執行器內部溫度分析及冷卻系統
3.8 超磁致伸縮微位移執行器的有限元分析
3.8.1 執行器預緊機構的有限元分析
3.8.2 預緊機構模態分析
3.8.3 執行器的偏置磁場有限元分析
3.8.4 電磁場有限元分析
第4章 超磁致伸縮材料及微位移執行器的建模理論
4.1 磁滯的物理建模理論
4.1.1 鐵磁磁滯
4.1.2 Weiss分子場理論
4.1.3 Ji1es-Atherton模型
4.2 磁滯的數學建模理論
4.2.1 Preisach運算元
4.2.2 Preisach權函式的確定
4.2.3 Preisach運算元的離散表達式
4.2.4 矢量Preisach模型
4.3 耦合外部應力的均質能量場模型
4.3.1 均質能量場模型
4.3.2 耦合外部應力的磁機模型
4.3.3 應力耦合磁化模型的離散化及求逆算法
4.4 超磁致伸縮微位移執行器模型
4.4.1 超磁致伸縮微位移執行器矢量阻抗分析模型
4.4.2 超磁致伸縮微位移執行器的負載矢量阻抗模型
4.4.3 超磁致伸縮微位移執行器結構動力學模型
第5章 超磁致伸縮微位移執行器控制技術
5.1 超磁致伸縮執行器控制系統的組成
5.2 高穩定度、智慧型化超磁致伸縮微位移執行器驅動電源
5.2.1 驅動電源的特點及組成
5.2.2 基於功率MOSFET的高穩定度雙向可控恆流源
5.3 單片機控制單元設計
5.3.1 控制器及其外圍電路設計
5.3.2 模擬量輸入通道和輸出通道設計
5.3.3 控制系統軟體的設計與調試
5.4 超磁致伸縮微位移執行器控制方法概述
5.5 基於系統辨識模型的離線最佳化PID控制
5.5.1 超磁致伸縮微位移執行器的系統辨識
5.5.2 串聯PID補償器參數整定
5.5.3 PID控制器參數的閉環最佳化
5.5.4 兩組PID控制參數比較
5.6 執行器的前饋控制
5.6.1 執行器的前饋控制
5.6.2 執行器前饋控制的仿真
5.7 執行器的自適應控制
5.7.1 執行器的簡單自適應控制
5.7.2 抑制感測器噪聲的自適應控制
5.7.3 改進的執行器控制方法
5.8 超磁致伸縮微位移執行器的滑模變結構控制
5.8.1 超磁致伸縮微位移執行器的控制模型
5.8.2 超磁致伸縮微位移執行器的自適應離散滑模變結構控制
5.8.3 控制仿真實例
第6章 超磁致伸縮薄膜的物理與材料學基礎
6.1 超磁致伸縮薄膜概述
6.2 薄膜的磁致伸縮現象機理
6.2.1 薄膜的磁疇
6.2.2 薄膜的自發磁化
6.2.3 薄膜的磁致磁化
6.3 超磁致伸縮薄膜材料的特性
6.3.1 磁致伸縮特性
6.3.2 磁致伸縮薄膜的磁各向異性
6.3.3 超磁致伸縮薄膜的動態特性
6.3.4 超磁致伸縮薄膜的△E效應
6.4 超磁致伸縮薄膜磁致伸縮性能的影響因素
6.4.1 材料成分對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.2 薄膜內應力對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.3 熱處理對薄膜磁致伸縮性能的影響
6.4.4 磁致伸縮複合鍍層
6.5 超磁致伸縮薄膜製備
6.5.1 超磁致伸縮薄膜的製備方法
6.5.2 超磁致伸縮薄膜靶材及基片的選擇
6.5.3 超磁致伸縮薄膜的製備工藝參數
6.5.4 雙層超磁致伸縮薄膜的樣品製備及性能檢測
第7章 超磁致伸縮薄膜材料建模理論
7.1 超磁致伸縮薄膜低磁場準靜態磁機耦合特性及模型
7.1.1 超磁致伸縮薄膜低磁場磁機耦合特性
7.1.2 超磁致伸縮薄膜低磁場下準靜態磁機耦合模型
7.1.3 超磁致伸縮薄膜低磁場下準靜態磁機耦合模型的實驗分析
7.2 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形分析及模型
7.2.1 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形分析
7.2.2 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形模型
7.2.3 雙層超磁致伸縮薄膜幾何非線性變形模型的實驗分析
7.3 超磁致伸縮薄膜非線性振動模型
7.3.1 動態磁致伸縮等效載荷
7.3.2 超磁致伸縮薄膜非線性振動方程
7.3.3 超磁致伸縮薄膜主共振回響
7.3.4 超磁致伸縮薄膜超諧波共振回響
7.4 超磁致伸縮薄膜振動特性分析及實驗研究
7.4.1 超磁致伸縮薄膜振動圖像
7.4.2 超磁致伸縮薄膜共振頻率的變化分析
7.4.3 超磁致伸縮薄膜振動幅值的變化分析
第8章 超磁致伸縮材料的套用研究
8.1 超磁致伸縮器件的套用研究概述
8.2 超磁致伸縮材料在執行器中的套用
8.2.1 在聲吶系統中的套用
8.2.2 在直線電機中的套用
8.2.3 在旋轉電機中的套用
8.2.4 在伺服閥中的套用
8.2.5 在超精加工中的套用
8.2.6 超磁致伸縮/壓電混合器件中的套用
8.2.7 在流體控制中的套用
8.2.8 在振動控制中的套用
8.3 超磁致伸縮材料在感測器中的套用
8.3.1 力矩感測器
8.3.2 位置感測器
8.3.3 力感測器
8.4 超磁致伸縮薄膜器件的套用概述
8.5 超磁致伸縮薄膜在執行器中的套用
8.5.1 微型泵
8.5.2 微型閥
8.5.3 超聲馬達
8.5.4 微行走機械
8.5.5 光纖開關
