盆架形压电振子同型模态驱动平面电机研究

为满足高精度平面运动的需求,提出了一种盆架形的平面超声电机,选取该定子的反对称纵向伸缩振动、左右方杆面内一阶弯振、前后方杆面内一阶弯振模态为工作模态,纵振模态与弯振模态复合形成xOz、yOz面的椭圆运动。该文阐述了电机的驱动原理,基于ANSYS分析软件建立了定子有限元模型,优化了结构尺寸,实现了干扰模态分离,进行了谐响应和瞬态分析,进行了运动调节特性分析。基于频率一致性优化得到盆架形定子的整体尺寸为53.136 mm×4.550 mm×4.560 mm,定子驱动足上x、y、z向振幅分别为2.0 μm、1.49 μm、3.36 μm,模拟出了椭圆运动轨迹,验证了该平面电机具有良好的运动特性,并给出了定子固定方式及设计了电机装配结构。     

短期负荷预测的简化LS-SVM模型及实现

负荷预测对电力系统安全起重要作用.为适应短期负荷精密在线预测需要,在负荷预测中引入了最小二乘支持向量机(LS-SVM).通过对影响短期负荷较大的近期历史负荷及日期类型进行建模,构建出了短期负荷预测模型;针对短期负荷变化的周期性及其与历史负荷间存在"近大远小"的相关性,规划出一种五元组样本结构,用以训练预测模型的LS-SVM算法;最后,利用真实负荷数据进行了算法仿真.仿真表明SL-SVM算法可将预测误差控制在5%之内,预测速度为ANN的2~3倍,说明LS-SVM在短期负荷在线预测中可实现实时性.     

双十字压电振子同型弯振模态驱动的平面超声电机

为了丰富平面超声电机的型式,提出一种双十字压电振子同型弯振模态驱动的平面超声电机。利用双十字压电振子的纵杆面内、面外弯振耦合以及横杆面内、面外弯振耦合,分别在两杆的驱动足上合成沿xoz、yoz面行进的两相椭圆轨迹,以交替地推动动子沿x、y向移动。分析了该平面超声电机的驱动机理,并推导出两相椭圆轨迹方程。建立了双十字压电振子机电耦合模型,对其三相工作模态的振型进行仿真分析,并在结构优化的基础上实现了三相工作模态频率一致,使它们分别为43 468,43 552和43 569 Hz。仿真了双十字压电振子的频响特性并实现了干扰模态分离,当驱动电压为250 V时,驱动足x、y、z向振幅分别为1.3,0.8和0.9 μm,满足电机驱动要求。模拟得到定频激励下双十字压电振子驱动足的两相椭圆运动轨迹,验证了所设计平面超声电机驱动机理的有效性。该平面超声电机可输出较大速度与动力,具有广阔的应用前景。     

牙轮钻轴承系统设计基准的选择与公差配置

轴承系统的质量对钻头的寿命影响很大 ,合理地选择其轴向尺寸的设计基准 ,配置轴向尺寸公差 ,可增大一、二列推力轴承同时工作的可能性 ,减少轴向尺寸的磨损 ,提高轴承的工作寿命。为此 ,提出了四种设计基准方案进行分析和对比 ,最后定出最佳方案。附图 3幅 ,表 3个 ,参考文献 2篇。     

面向CIMS的回转件CAPP系统的设计与实现

通过对回转零件进行特征分析与分类，引入了一种特征的代码表示结构，提出了一种基于联系的零件特征描述模型，研究了在该模型上回转零件面向ＣＩＭＳ的ＣＡＰＰ系统的设计与实现，提供了该ＣＡＰＰ的软件提供结构。     

人工肌肉作动器的制备及其视觉测控系统研究

为制作离子聚合物一金属复合材料（IPMC）,基于全氟磺酸液制出厚达0．5mm基体膜,在利用还原法在膜表沉积出铂电极后,制成动力达22．5mN的IPMC。研制出IPMC视觉测控系统,并通过视觉采集部件捕捉其电致动图像,引入区域平均法和Roberts算子进行图像滤噪与锐化,采用灰度阈值法从图像中分割出IPMC轮廓并提取其末端位移。设计出IPMC控制电路,进行了IPMC功能特性与控制实验。研究表明,增大IPMC膜厚可增大其输出动力,采用PI控制可使IPMC末端位置跟踪误差控制在±0．5mm之内。     

基于模糊与自校正技术的超声电机伺服控制

通过电机的工作原理和速度特性分析,选定驱动频率为其控制变量;为实现电机快速而高精度位置控制,引入模糊和自校正复合控制技术,其中,模糊逻辑控制技术意在实现控制的快速性,自校正技术用以提高控制精度;组建了控制系统,完成了相应的控制实验;结果表明:在超声电机上采用这种复合控制技术上可以得到较好的控制效果。     

基于改进优化准则法的自由阻尼结构动力学拓扑优化

针对自由阻尼结构拓扑优化问题,采用模态应变能的有限元求解方法,以单元相对密度值为拓扑设计变量,以材料用量和频率改变量为约束条件,构建以多模态损耗因子加权和为目标函数的拓扑优化模型,推导了目标函数对于设计变量灵敏度的表达式。考虑到常规优化准则法用于结构动力学寻优时,目标函数存在非凸性,迭代过程中出现负值设计变量,使得优化结果不收敛或陷入局部优化,故在一般优化准则法的基础上对拓扑优化模型进行数学意义上的迭代改进。改进优化准则法解决了设计变量出现非正及迭代发散等问题,保证了全体拓扑变量参与迭代过程。通过ANSYS编程对自由阻尼板进行了仿真,并引入MAC因子来控制结构的振型跃阶,结果显示:改进算法在控制阻尼材料体积为优化前体积60%时,各阶目标函数和拓扑构型在数次迭代后趋于稳定,单元中间密度值区域相对较少,自由阻尼结构获得了有效的减振。     

压阻式压力传感器温度误差的插值补偿方法研究

为减小环境温度变化对压阻式压力传感器实施可靠测量的不利影响,提出一种结合三次样条插值与埃尔米特插值的补 偿方法。 首先通过标定实验获取标定数据,采用三次样条插值建立环境温度、传感器输出电压与待测压力之间的函数关系以补 偿传感器的温度误差,再借助埃尔米特插值构造输出电压与待测压力之间的映射关系描述传感器的测量特性。 两种标定工况 条件下压力传感器的温度补偿实验结果表明,经该方法补偿后的传感器测量最大引用误差分别为 2. 414×10 -4 和 6. 129×10 -4 、 平均引用误差分别为 2. 353×10 -5 和 1. 313×10 -4 、误差方差分别为 1. 751×10 -9 和 1. 613×10 -8 ,零点温度系数分别为 2. 780×10 -7 和 8. 862×10 -7 ,灵敏度温度系数分别为 1. 952×10 -6 和 3. 672×10 -6 ,验证了该方法在不同建模数据条件下补偿性能的一致有 效性。     

热环境对FGM壳模态频率的影响

为了推动功能梯度材料(FGM)在高超音速飞行器热防护结构设计中的应用,旨在探讨不同温度场对热防护壳模态频率的影响,提供热防护壳动力学设计参考。从陶瓷金属基FGM的热物性参数模型入手,结合圆柱薄壳能量原理,建立FGM圆柱壳的模态方程。在此基础上,首先分析热物性参数变化规律对FGM壳模态频率的影响,然后探讨考虑热应力后不同热环境下FGM壳模态频率的变化规律。结果表明,FGM物性参数变化对模态频率的影响没有热力耦合影响明显;温度梯度300 K时,物性参数变化对模态频率起主导作用,反之温度梯度300 K时,热应力和热变形对模态频率起主导作用。