超磁致伸缩驱动器频率相关的动态磁滞模型

郑加驹¹  王洪礼¹  曹淑瑛²

(1．天津大学机械工程学院 天津 300072；
2．河北工业大学电气工程与自动化学院 天津 300130)

摘要：考虑超磁致伸缩驱动器频率相关的涡流损耗和异常损耗，将Jiles-Atherton静态磁化强度模型扩展为动态磁化强度模型。基于动态磁化强度模型及驱动器结构动力学原理，建立驱动器的动态磁滞模型，并应用遗传算法辨识该模型的参数。试验结果表明，该模型能在较宽的频率范围内较好地描述驱动器的动态磁滞特性，对驱动器的性能估计和控制器设计具有重要指导意义。

关键词：超磁致伸缩驱动器  动态磁化强度模型  磁滞非线性  参数辨识

中图分类号：TP271

国家自然科学基金资助项目(10732020)。20070717收到初稿，20080103收到修改稿

作者简介：郑加驹，男，1966年出生，博士研究生。研究方向为非线性系统建模、振动特性分析及控制技术。
E-mail：edwzjj@yahoo.com.cn

参 考 文 献

[1] TAN X B, BARAS J S. Modeling and control of hysteresis in magnetostrictive actuators[J]. Automatica, 2004, 40：1 469-1 480.
[2] CALKINS F T, SMITH R C, FLATAU A B. Energy-based hysteresis model for magnetostrictive transducers[J]. IEEE Trans. Magn., 2000, 36(2)：429-439.
[3] 曹淑瑛, 王博文, 闫荣格, 等. 超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型[J].中国电机工程学报, 2003, 23(11)：145-149.
CAO Shuying, WANG Bowen, YAN Rongge, et al. Dynamic model with hysteretic nonlinearity for giant magnetostrictive actuator[J]. Proceedings of the CSEE, 2003, 23(11)：145-149.
[4] FAIDLEY L E, LUND B J, FLATAU A B, et al. Tefernol-D elasto-magnetic properties under varied operating conditions using hysteresis loop analysis[C]// Proceedings on Smart Structures and Integrated Systems, 1998, 33, 29-92.
[5] JILES D C, ATHERTON D L. Theory of ferromagnetic hysteresis[J]. J. Mag. Mag. Mater., 1986, 61：48-60.
[6] LIORZOU F, PHELPS B, ATHERTON D L. Macro- scopic models of magnetization[J]. IEEE Trans. Magn., 2000, 36(2)：418-428.
[7] IYER R V, KRISHNAPRASAD P S. On a low-dimensional model for ferromagnetism[J]. Nonlinear Analysis, 2005, 61：1 447-1 482.
[8] BERTOTTI G. Physical interpretation of eddy current losses in ferromagnetic materials[J]. J. Appl. Phys., 1985, 57(6)：2 110-2 126.
[9] FIORILLO F, NOVIKOV A. Power losses under sinus oidal, trape-zoidal and distorted induction waveform [J]. IEEE Trans. Magn., 1990, 26(5)：2 559-2 561.
[10] BARBISIO E, FIORILLO F, RAGUSA C. Predicting loss in magnetic steels under arbitrary induction waveform and with minor hysteresis loops[J]. IEEE Trans. Magn., 2004, 40(4)：1 810-1 819.