超磁致伸缩执行器动力学模型及数值模拟

为提高超磁致伸缩执行器的控制精度，实现亚微米级的驱动与控制，准确描述执行器的动力学特性是关键环节之一．为建立超磁致伸缩执行器的动力学特性的数学模型，将\{Terfenol-D\}棒作为粘弹性杆连续系统，将Terfenol-D棒在磁场驱动下产生的应变等效为磁-机械转换等效力，建立了执行器系统的一维波动方程，并采用有限元解法求解．模型的计算求解采用迭代方法，易于实现计算机控制．利用Matlab7.0对不同频率等幅磁场驱动下Terfenol-D棒内的磁场-位移(H-u)曲线进行数值模拟仿真，仿真计算值与实验值误差在10%以内，表明建立的动力学模型能较好地反映磁致伸缩执行器的动力学特性．