O estado de ressonância e as características de saída do transdutor magnetostricção de alta frequência são influenciados por múltiplos fatores, incluindo condições de excitação eletromagnética, grau de aquecimento e estado de carga. Para melhorar o desempenho de saída do transdutor magnetostricção de alta frequência, este artigo investiga profundamente o efeito da temperatura de operação e das variações de carga sobre a frequência de ressonância e o campo magnético de polarização ideal do transdutor, além de projetar um sistema de controle em malha fechada. Primeiramente, com base no diagrama de impedância do transdutor e nas características de aceleração de saída, foram realizados testes experimentais para a frequência de ressonância e o campo magnético de polarização ideal sob diferentes temperaturas e cargas para descobrir os padrões de variação; em seguida, com base nos dados de teste, foi estabelecido um modelo preditivo de rede neural de retropropagação (Back Propagation, BP) e otimizado utilizando algoritmos genéticos e de enxame de partículas para caracterizar a relação não linear entre temperatura, carga, frequência de ressonância e corrente de polarização ideal; finalmente, um sistema de controle em malha fechada para o transdutor magnetostricção foi montado e os resultados preditivos do modelo foram usados para ajustar em tempo real os valores de referência do controlador de malha fechada, a fim de realizar o rastreamento automático da frequência de ressonância e do campo magnético de polarização ideal. Os resultados experimentais comprovaram a eficácia deste sistema de controle na otimização das características de saída do transdutor, aumentando em média a amplitude da aceleração de saída em 25,65% sob diferentes condições de operação.

transdutor magnetostricção de alta frequência;frequência de ressonância;campo magnético de polarização;rede neural BP;sistema de controle em malha fechada