连续型子空间分解法在桥梁结构中的应用

介绍了基于连续时间模型的随机子空间分解方法，并将该方法用于桥梁模态识别中。通过与传统随机子空间方法的分析结果进行比较，验证了连续型随机子空间分解方法能够在桥梁健康监测中有效的应用，并具有计算效率高，稳定性好以及能够直接识别模态参数等优点。     

直线超声波电动机精密定位系统位置精确控制

针对直线超声波电动机驱动的精密定位平台,建立了一个完整的闭环控制系统,集人机交互、数据采集显示和位置精确控制于一体。在单纯PID连续控制无法达到理想控制目标的情况下,结合超声波电动机的控制特点,借助其在极短脉冲激励下运行高分辨率的优势,融合了微步控制的思想,最终使系统达到了较好的控制品质。实验表明,系统在不同行程下的重复定位精度在0.5μm以内,且运行平稳、快速。     

直线超声电机柔性夹持元件的设计

设计了一种带有柔性铰链的直线超声电机夹持元件,夹持元件的两边和中间带有圆弧柔性铰链。两边的柔性铰链起弹簧作用,以便施加合适的预压力;中间的柔性铰链能够消除定子装配中的附加应力,减小定子装配对定子振动模态的影响。利用有限元方法分析了柔性铰链的变形量与预压力的关系。实验结果表明,直线超声电机夹框的位移与预压力成线性关系,并与有限元计算结果一致。柔性夹持元件装配的定子没有干扰模态,两相模态一致性好,并具有线性的边界条件。     

超声电机温升特性测试系统设计

针对超声电机温升特性测试的需要,设计了一套测试系统。测试系统包括铂电阻温度传感器、温度变送电路、MSP430单片机和PC机。测试系统采用LabVIEW作为上位机开发软件,通过RS232串行接口实现PC机与MSP430单片机的通讯。测试系统可实现电机温升数据的实时采集,可靠性高和实用性强。开展了针对某型航天用超声电机温升特性测试,获得了电机表面温升数据。试验证明,超声电机在-30～+50℃不同环境温度下,温升基本稳定,运行温度在允许范围内,满足航天设备的特殊性。     

直线超声电机精密运动平台系统模型辨识

以直线超声电机运动平台为研究对象,采用系统辨识的方法,建立了以电压控制信号为输入、平台位移为输出的系统辨识模型,得到了其传递函数,并对模型参数进行了拟合。模型仿真结果和实际运行结果表明,数学模型能较好地描述实际系统行为。此研究对实现超声电机精密运动的控制提供了理论依据。     

结晶法由硫辛酸厂含铝废水制备铵明矾

以硫辛酸厂含铝废水中的Al3+为原料,采用结晶法制备铵明矾,研究了时间、NH4+/Al3+摩尔比、SO42/Al3+摩尔比、温度、搅拌速度对废水中铝去除率和铵明矾产量的影响,对所制铵明矾与商品铵明矾进行比较.结果表明,两者具有几乎相同的晶体结构、形貌和化学组成,所得产品符合同类工业产品标准.结晶法用硫辛酸厂含铝废水制备铵明矾的适宜条件为:反应时间8h,NH4+/Al3+1.40,SO42/Al3+2.90,温度5～15℃,搅拌速度35～55r/min.宏观反应动力学表明,在晶体生长期,Al3+在边界层扩散传质为反应控制步骤,液相主体Al3+浓度C随时间t的变化关系符合方程C=(C0-Ci)ekt+Ci.当搅拌速度较低时,铵明矾晶体平均粒径大,分布宽;搅拌速度增加,晶体平均粒径减小,粒径分布变窄.     

超声切割刀动力学分析和结构优化设计

为定性地分析一种超声切割刀的结构因素对其纵振模态的影响规律,并优化其结构设计,首先建立了超声切割刀的动力学模型,由其得到结构的一阶纵振模态解析解,据解析解计算的振动频率结果(52.5kHz)与ANSYS计算结果(52.3kHz)以及实验结果(53.5kHz)相吻合;然后建立了该超声切割刀结构优化设计的数学模型;最后根据该模型,设计了一套结构优化程序,并借助MATLAB的GUIDE工具完成了人机交互优化界面的开发。优化后的切割刀节面位置与夹持件中心位置偏差约为1μm,切割刀刀头处的振幅提高约27%。     

超声电机在磁悬浮飞轮锁紧装置中的应用

为了保护卫星发射阶段磁悬浮飞轮系统,设计了一种超声电机驱动的锁紧装置,实现了锁紧和解锁功能,达到保护飞轮的目的.锁紧装置包括机械结构部分和驱动控制部分.机械结构部分使用旋转型行波超声电机做驱动源,传动部分采用蜗轮蜗杆带动执行机构锁紧飞轮转子.驱动控制部分的核心为单片机和超声电机驱动电路,并进行了超声电机驱动的锁紧装置试验.试验表明:锁紧和解锁过程中电机的输入功率分别为7.6W和6.7W,电学输入参数稳定;在许用范围内电机温升4℃;锁紧装置可在沿飞轮径向产生171 N锁紧力.超声电机驱动的锁紧装置具有重量轻、占用空间小、简化了传动部分设计的优点,为磁悬浮飞轮系统的进一步小型化提供了可能.     

弯振模态板状直线超声电机的研究

通过改进直线超声电机的驱动足、夹持等结构形式,提高了电机的输出特性。设计了一款新型直线电机,电机由对称分布的板状振子和具有柔性的驱动足组成。通过ANSYS软件建立了电机有限元模型并分析电机工作模态,根据模态一致性原则设计电机尺寸;利用板状结构的弯振模态,降低了驱动频率,提高了输出效率;电机驱动足具有一定的柔性,在夹持组件作用下实现预压力的施加。最后对样机开展实验研究,结果表明,电机定子模态测试数据与仿真分析结论吻合,工作频率为27.5kHz,附近无干扰模态,相位差为90°,工作时发热较少;最大输出力为44N;双向驱动速度一致性良好,其中最大输出速度为267mm/s。