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磁致伸缩微位移驱动器在天文望远镜的应用预研究
张梦良
Subtype硕士
Thesis Advisor张振超 ; 戚永军
2009-06
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline天体物理
Keyword磁致伸缩 微位移驱动 控制模型 拼接镜面
Abstract
本论文根据主动光学在天文望远镜上的应用展开,从微位移驱动器的类别入手,介绍应用了一种新型材料的位移驱动器,磁致伸缩材料;它是一种功能材料,其显著特点是应变大,响应速度快,因其优异的性能,良好的应用前景,而得到世界各国学者的关注。本文较为系统地对磁致伸缩材料的伸缩原理进行了分析与阐述,给出其相应的曲线及表达式,为磁致伸缩材料高效、合理地应用于位移驱动器奠定了理论基础。

根据磁介质磁化所遵循的铁磁学、电磁学和电动力学规律,同时结合高斯定理和虎克定律,建立了一种与磁致伸缩量(λ)相对应的、基于磁感应强度的控制模型及驱动方法,并在实验中进行了验证;在微位移驱动器的结构设计方面,做到了磁致伸缩棒上下及四周用磁性材料构成闭合磁路,不仅提高了磁致伸缩棒内磁场的均匀性,而且在激励电流相同的条件下,在棒内磁感应强度有所提高,因此对增加驱动器的行程有比较大的帮助;在对磁致伸缩微位移驱动器进行了结构设计及理论分析后,对其进行了特性测试,包括静态和动态特性,并在此基础上对实验数据进行了处理和分析,实验结果中的电流-位移(I-D)曲线表明:这种驱动器的迟滞和非线性较小,基本不存在空回,重复性较高,并具有较好的动态性能;表明了磁致伸缩材料用于天文望远镜中的微位移驱动具有很大的潜力,并且采用的控制方法能够有效地提高控制精度。最后概括了全文的主要研究成果,并展望了今后需进一步开展的工作。

这是首次对磁致伸缩材料应用于天文望远镜主动光学拼接镜面技术的领域研究,为拼接镜面的极高精度控制提供了一种新的可能。

Subject Area主动光学 ; 自动控制
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/134
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
张梦良. 磁致伸缩微位移驱动器在天文望远镜的应用预研究[D]. 中国科学院研究生院,2009.
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