张雷
- 作品数：17 被引量：61H指数：5
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- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程金属学及工艺建筑科学更多>>
- 基于线圈阻抗动态测量的GMM自传感模型
- 2011年
- 为了提高超磁致伸缩微位移变形控制的精度与实时性,针对一般超磁致伸缩微位移控制中存在的迟滞非线性问题,提出将超磁致伸缩材料(GMM)的磁感应强度作为反馈量构成闭环控制系统的方法.通过谐振电路测量探测线圈动态阻抗的方式,使得探测线圈阻抗的变化反映GMM内部变化的磁导率,从而计算获得GMM的磁感应强度.实验结果表明,当交变电流或直流电流通入励磁线圈时,通过谐振电路测量探测线圈动态阻抗获得GMM的磁感应强度,其平方值与GMM微位移变形始终保持良好的线性关系.
- 张雷邬义杰李佳琪王彬刘孝亮
- 关键词：谐振磁感应强度
- 基于遗传算法的超磁致伸缩执行器优化被引量：4
- 2009年
- 提出了超磁致伸缩执行器(GMA)优化设计模型,并应用多目标遗传算法对超磁致伸缩执行器进行优化设计.模型优化目标包括:减少执行器导磁回路磁阻使Terfenol-D棒上磁场强度高;空心线圈产生的磁场强度高;Terfenol-D棒上磁场均匀;线圈的效率系数大和线圈与Terfenol-D棒间气隙小.优化变量包括:Terfenol-D棒的尺寸、执行器导磁回路结构尺寸、导磁回路材料的磁导率和线圈结构.根据设计要求选取变量范围,利用非支配排序遗传算法(NSGA)在整个参数空间内搜索,得到执行器的主要参数,应用有限元软件ANSYS分析验证了该结构设计的合理性,并试制了执行器.
- 赵章荣邬义杰顾新建徐君张雷
- 关键词：超磁致伸缩执行器优化设计多目标遗传算法非支配排序遗传算法
- 基于超磁致伸缩执行器等效电路的自感知方法研究
- 2009年
- 为了使超磁致伸缩执行器(GMA)同时作为执行器和传感器,可以在GMA驱动过程中提取出感知信号实现自感知执行器。分析了超磁致伸缩自感知机理,以此设计了直动型GMA,并利用压磁方程和弹性力学建立了直动型GMA的动力学等效电路模型,在此基础上,提出了优化GMA结构设计的准则,并将力学量转化为电学量,通过测量电流i来实现输出力与速度的感知。最后,在研制的基于labview的测控平台系统上,验证了上述力与速度感知方法的有效性。
- 邹波邬义杰张雷
- 关键词：超磁致伸缩等效电路
- 超磁致伸缩构件精密加工异形孔滑模控制被引量：3
- 2012年
- 采用一组合趋近律的离散滑模控制方法,用于超磁致伸缩构件精密加工异形孔的高精度、实时微位移控制.该方法通过超磁致伸缩构件驱动模型与异形孔精密加工动力学分析,建立系统的状态方程,并通过微位移实时反馈解决切削干扰力不可测的问题.经微位移控制仿真和实验表明:超磁致伸缩材料(GMM)构件精密加工异形孔的微位移仿真误差在±0.8%以内,并具备快速趋近滑模面和抑制抖振的特点;微位移跟踪实验误差在±5%以内.
- 张雷邬义杰王彬刘孝亮
- 关键词：异形孔滑模控制
- 基于正交建模的空间柔顺构件多目标优化被引量：1
- 2012年
- 为满足超磁致伸缩材料精密加工异形孔的刚性、稳定性等要求,根据材料驱动特性对空间柔顺构件多个性能参数(驱动刚度、抗扭转刚度和一阶固有频率)进行优化设计,给出一种基于正交仿真试验和遗传算法的多目标优化方法.该方法通过主结构离散参数值的正交排列组合和有限元仿真获得两者的映射试验表,再采用回归拟合的方法建立各性能参数与主要结构参数的优化模型,经多目标遗传算法获得一组最优解,使柔顺构件弯曲变形量、扭转变形量、一阶固有频率分别为51.6um、3.3um、849.7 Hz,满足超磁致伸缩驱动特性和异形孔精密加工的要求.
- 张雷邬义杰王彬刘孝亮
- 关键词：超磁致伸缩多目标遗传算法
- 超磁致伸缩执行器串级温度控制策略研究
- 2012年
- 为减少温度对超磁致伸缩执行器(GMA)输出位移的影响,采用串级PID控制策略对GMA进行精确温度全闭环控制。通过热平衡方程推导了GMA的传热学数学模型,并建立了串级PID控制策略的实施方案。采用遗传算法对串级PID控制器进行PID参数优化整定。仿真结果表明,遗传算法优化得到的GMM温度阶跃响应曲线的调节时间和超调量指标均优于单纯形法优化后的响应曲线指标。而在GMA温控平台上的试验结果表明,串级PID控制获得的GMM温度阶跃响应调节时间513.2s,超调量2.75%,温控精度可达±0.1℃,控制效果远远优于单环控制。
- 何帆邬义杰谭雯张雷
- 关键词：超磁致伸缩执行器温控串级控制PID遗传算法参数优化
- 超磁致伸缩材料发展动态与工程应用研究现状被引量：16
- 2011年
- 为了反映超磁致伸缩材料的国内外研究现状,对超磁致伸缩材料发展历程和性能特点进行了阐述。在详细调研基础上,较全面地介绍了国内外超磁致伸缩材料在各工程领域的应用以及发展状况。通过分析其历史沿革和最新成果,对未来的发展方向进行了展望,并对其应用潜力领域进行了预测。
- 宣振兴邬义杰王慧忠张雷
- 关键词：材料学超磁致伸缩材料
- 超磁致伸缩执行器全耦合非线性动态有限元模型被引量：6
- 2008年
- 超磁致伸缩执行器在高频率下工作时,能量损失不仅包括磁滞损失、Terfenol-D棒涡流损失,还包括执行器导磁回路的附加涡流损失,同时执行器上存在磁场、电场、温度场及机械应力场四场之间的耦合。本文考虑超磁致伸缩执行器Terfenol-D棒质量、预压应力、偏置磁场、磁滞和涡流损失,从电场、磁场和机械应力场三场耦合角度,建立超磁致伸缩执行器三维非线性动态有限元模型。超磁致伸缩材料磁滞特性由Berqvist和Engdahl磁滞模型来描述。应用FEMLAB建模分析并与实验结果对比,发现模型与实验结果吻合较好,验证了所建立三维动态FEM模型的正确性。
- 赵章荣隋晓梅邬义杰张雷
- 关键词：超磁致伸缩执行器涡流磁滞损失动态有限元模型
- 用神经网络结构实现超磁致伸缩智能构件滑模控制被引量：12
- 2009年
- 提出了一种利用超磁致伸缩材料(GMM)智能构件精密加工活塞异形孔的方法。采用一种神经网络前馈复合离散滑模变结构控制策略,实现GMM智能构件的精密位移控制,消除了GMM智能构件迟滞非线性的影响。将智能构件的输出位移及其变化率作为小脑模型神经网络(CMAC)输入,构件的输入电流作为网络输出,利用CMAC在线自学习能力建立GMM智能构件的迟滞逆模型;通过离散滑模变结构控制器来消除神经网络的建模近似误差以及外界干扰。仿真结果表明,此控制策略能在线建立智能构件的迟滞逆模型,消除迟滞非线性的影响,控制误差降低到1.5%以内,可实现智能构件的精密位移控制。
- 赵章荣邬义杰顾新建张雷王彬
- 关键词：滑模变结构控制前馈补偿
- 弯曲型超磁致伸缩执行器温控系统设计被引量：4
- 2008年
- 弯曲型超磁致伸缩执行器(GMA)是为应用于异形孔精密镗削加工而研制的新型执行器。文章对以往的一些GMA温控方法进行了比较分析,提出了基于弯曲型GMA的相变水冷组合温度控制新方法;该方法实现了相变温控和水冷温控两者的优势互补,即突破了相变温控的工作时长局限性,又消除了水冷温控的动态不稳定性。同时控制器采用参数自整定模糊PID控制算法,并介绍了控制系统的结构及原理。该系统使温控精度进一步提高,达到调节时间短、超调量小且稳定误差小的技术要求。
- 赵兵邬义杰赵章荣张雷王彬
- 关键词：模糊PID控制自整定
