Villari效应超磁致伸缩力传感微位移执行器关键技术研究

针对超磁致伸缩执行器精度低、稳定性差的缺点，从Terfenol-D材料工程应用角度出发，采用多效应映射传递方式解决Terfenol-D材料复杂解耦问题。研究超磁致伸缩材料的Villari效应、Faraday效应及Joule效应等物理效应映射传递过程机理，建立多效应映射传递数学模型，得出外部力与输出位移之间的定量关系。应用Terfenol-D材料研制以外部力作为驱动信号的超磁致伸缩力传感微位移执行器。在研究力传感微位移执行器的设计理论和方法的基础上，提出多物理场耦合过程及力传感微位移执行器机理模型的数值求解方法。研究Villari效应模型和多效应映射传递模型的优化控制方法及策略，结合求解的控制率开发系统相应的控制器，最终形成超磁致伸缩力传感微位移执行器实验系统。研究成果将为Terfenol-D材料的应用研究奠定重要的理论基础，为相应器件的研发提供关键的技术参考。