超磁致伸缩执行器的自感知设计与验证

本文主要探讨了"基于超磁致伸缩执行器等效电路的自感知方法研究"，由邹波、邬义杰和张雷三位作者在浙江大学现代制造工程研究所和流体传动与控制国家重点实验室进行的研究。他们提出的目标是使超磁致伸缩执行器（GMA）兼具执行器和传感器的功能，即实现自感知执行器。这种方法的关键在于利用GMA在驱动过程中的特性来提取感知信号。 研究首先深入剖析了超磁致伸缩的自感知原理，这是实现自感知的基础。超磁致伸缩效应使得GMA在磁场作用下会产生机械形变，这种形变可以被转化为电信号，从而实现对执行器状态的监测。作者设计了一种直动型GMA，其设计考虑了磁致伸缩效应与压磁效应的相互作用，以及弹性力学在其中的作用。 通过建立直动型GMA的动力学等效电路模型，研究人员将GMA的力学行为转化为电学参数，特别是电流（i），使之成为感知执行器性能的重要指标。他们提出了优化GMA结构设计的原则，旨在提高其自感知性能和工作效率。这种方法的优点在于无需额外的传感器设备，仅通过测量驱动电流，就能实时获取执行器的力和速度信息。 实验部分，作者在研制的基于LabVIEW的测控平台上验证了所提出的力与速度感知方法的有效性。这表明他们的理论模型在实际应用中是可行且精准的，能够实现对超磁致伸缩执行器工作状态的实时监控和反馈控制。 这项研究不仅提升了超磁致伸缩执行器的多功能性，还为自感知技术在智能控制系统中的应用提供了新的思路和可能。它对于优化机械结构设计、降低系统复杂度以及提高设备的整体性能具有重要意义。未来，这类研究有可能推动新型智能机械的发展，特别是在自动化、机器人技术以及精密工程领域。