压电泵自适应神经网络预测控制的仿真研究

针对普通压电泵实现精密输送难问题,提出了基于神经网络预测控制的压电泵主动控制方法.在Matlab/simulnk环境下利用BP神经网络对压电泵实验样机的输入输出特性进行了辨识,建立了压电泵的模型.通过仿真分析研究了神经网络预测控制在压电泵精密输送中的应用,仿真结果表明,神经网络预测控制系统具有很好的动态特性及稳态精度,可较好的实现压电泵输出流量的主动控制.为实现压电泵的精密输送提供了一种新的可能的思路,也为压电泵向智能化方向发展做了准备,具有重要的工程应用价值.     

新型金属阀在小型压电泵中的应用

为了减小压电泵的体积以便可在新的领域中使用,该文设计了一种新型压电泵。对该型压电泵的驱动原理、机械结构、制造方法和机械性能等进行了研究。首先说明了单腔单压电振子泵的工作原理;接着提出了新型的金属单向阀,这种单向阀为整体开启式,可有效提高阀的使用寿命;然后讨论了该压电泵中组件的加工方法和装配后的整机尺寸的大小;最后介绍了该压电泵在医用胰岛素推注方面的应用。实验结果表明,新型的压电泵可承受背压为30 kPa,泵的整体尺寸为17 mm×20 mm×5 mm,推注液体精度可达到1.2μL。设计制作的整体开启式单向阀的性能稳定可靠、能承受较高背压,该型压电泵具有推注压力高、流量稳定等特点。     

Y型双入水流道双出水流道无阀压电泵研究

针对Y型流道无阀压电泵输送流体流量较小,该文设计了一种Y型双入水、双出水流道无阀压电泵结构,泵送的介质流动平稳,无湍流形成,故可用于血细胞及大分子生物基团的输送。对压电振子进行了理论分析。通过与Y型单入水流道单出水流道压电泵的实验对比,证明了用增加流道数目的方法可提高无阀压电泵输送流量的结论。     

压电泵驱动闭式水冷回路实验研究

设计了一种压电泵驱动闭式水冷回路传热系统,压电泵采用双腔串联结构,在150 V驱动电压下,泵水流量达330 mL/min。为了分析水蒸气对压电泵驱动闭式水冷回路传热性能影响,该文采用实验方法研究了不同充液率下压电泵驱动水冷回路的启动和稳态工作特点。实验结果表明,闭式回路内压电泵在充液率大于0.895时才能启动。当充液率大于0.930时,少量气相的存在对压电泵及传热系统的工作性能影响较小,系统传热热阻小于0.2℃/W。     

压电泵为动力源的计算机芯片水冷系统研究

介绍了压电泵为动力源的计算机芯片水冷系统及系统中所用的四腔串并联压电泵的工作原理及构成。搭建了实验测试系统,评价了该水冷系统的冷却效果,并用实验验证了组成水冷系统的各部件及冷却液性能对芯片冷却效果的影响,提出了各部件的设计原则。该文为计算机芯片散热提出了一条新的有效途径。     

球阀式压电薄膜泵的初步研究

提出一种新结构的球阀式压电泵，分析了球阀式压电薄膜泵的工作原理，设计、制作了样机，对球阀式压电泵的电压工作特性以及频率工作特性等方面性能进行了初步的实验研究和测试，所得到的实验结果及其对结果的分析，为有阀压电泵(特别是球阀泵)的设计和开发奠定了基础。     

压电薄膜泵结构设计与性能分析

提高工作性能是压电泵研制工作的重点，该文针对目前压电泵使用中性能不稳定的问题，详细分析了腔体容积和阀的结构关系，提出了小腔体、复合阀式压电薄膜泵的设计观点，实验结果表明，采用较小的腔体体积（腔体压缩比足够大）时，压电泵具有较强的自吸能力，当工作频率为20Hz，施加电压100V时，以水作流体，实际测得最大输出压力为7．9kPa，最大输出量为16mL/min。     

半球缺阻流体无阀压电泵流场分析

为使半球缺阻流体无阀压电泵在医疗、保健、航空航天器等领域得到更好的应用,需对半球缺阻流体无阀压电泵的工作特性进行相关的研究分析。该文首先对半球缺阻流体无阀压电泵的结构和工作原理进行了分析,并对泵内流阻特性进行理论分析;同时,采用有限元软件对半球缺阻流体无阀压电泵内部流场进行了模拟分析,结果表明,泵内流体正反向流时的流速随半球缺半径的增大呈递减趋势,泵腔内部的压强变化平缓。实际加工了样泵及多组不同半径的半球缺组并进行了实验,结果表明,泵的最大输出流量随半球缺半径增大而减小,在工作电压为150V,半球缺半径为4.0mm时,泵的最大输出流量值为121.4mL/min,验证了半球缺能作为无阀压电泵的无移动部件阀及半球缺阻流体无阀压电泵的有效性。     

农业机器人智能充电系统设计

针对农业机器人的充电现状,设计了基于PIC16F887和UCC3895的农业机器人智能充电系统。该系统采用UCC3895对全桥变换器进行移相控制,在较宽范围内实现了软开关。采用单片机PIC16F887控制充电电路的启停以及实现过压、欠压、过流保护,并对充电过程进行了实时管理,将充电数据进行实时显示并向上位机传输保存。实验证明,充电系统功能完善、性能稳定、充电快速、功耗低。     

基于PIC单片机的测频仪的设计与实现

设计了一种基于PIC单片机的测频仪。该系统利用CPLD实现对输入信号频率的等精度测量,利用数字量控制的梯形电阻网络实现系统增益从10～40dB可调、步进为6dB;采用PIC16F877单片机作为系统的控制器,并对增益和频率值进行数字显示。     

收缩管型压电微滴喷射理论分析与实验研究

为了得到驱动电压波形对收缩管型压电微滴喷射性能的影响规律,基于Bogy等提出的压力波传递理论,分析了收缩管型压电微滴喷射头喷腔中的压力传导过程。构建了压电微滴喷射系统的实验平台,以质量分数为58%的甘油和水混合液为实验中的喷射对象,对微滴喷射过程中驱动电压的脉冲宽度、幅值和频率对微滴喷射性能的影响进行了研究。研究结果表明,随着驱动电压脉冲宽度的增大,所形成的液滴速度和直径呈先增大后减小,微滴喷射过程存在最佳电压脉冲保持时间;随着驱动电压脉冲幅值的增大,所形成的液滴速度和直径均增大;随着操作频率的增大,在一定范围内,液滴速度和直径几乎不受影响,但频率过大时,喷射会发生混乱。     

一种高精度压电换能器导纳仪的研究

压电换能器的一致性检测需要导纳圆测量仪器.给出了基于高速模数转换器和ARM7控制器的数字式压电换能器导纳圆测量系统.用ARM7控制生成不同频率的正弦信号,用高速A/D转换器同时采集两路原始测量波形,用数字信号处理方法处理原始波形的相位差和幅度比,从而得到导纳圆.与模拟式导纳仪相比,基于ARM控制器的数字式压电换能器导纳仪消除了低频滤波器的影响,能有效测量低频区域.与基于采集卡的数字式导纳仪和4294A测量结果对比显示,基于ARM7的导纳仪测量精度有了一定的提高.     

基于红外光强的数字微流控系统定位

基于介电润湿(EWOD)效应的数字微流控(DMF)系统是一种能够实现多个独立的微液滴控制的新兴技术。该技术具有芯片结构简单、控制方法易于实现、样品消耗小和无流体运动死区等优点。为了满足DMF系统液滴精准驱动与控制的迫切需求,提出了一种基于红外光强的DMF系统定位方法,该方法可以在驱动控制液滴的同时,实现无输入参数的液滴精准定位。进一步基于该定位方法,实现了DMF系统的反馈控制。最终实现了一套具备液滴驱动、定位和反馈功能的DMF控制系统。实验结果表明提出的方案有利于提高DMF系统应用的成功率和可靠性。在同样的芯片参数结构下,成功率提高了约38%。同时设计的控制系统可以为其他研究基于EWOD的DMF系统的研究团队提供一个可靠的自动化实验平台。     

一种基于压电陶瓷的新型灵巧液压泵

提出了一种基于压电陶瓷的高频惯性单向阀液压泵。该泵利用压电陶瓷堆在推动活塞隔膜压缩油腔时控制活塞的位置、速度和加速度,利用惯性力帮助非惯性系下的特殊单向阀开合,突破了普通单向阀频率响应低的瓶颈。对高频惯性单向阀液压泵进行建模仿真,结果表明这种液压泵在原理上是可实现的。     

一种应用于数字共焦显微系统的压电陶瓷物镜驱动器控制电源

为了研究压电陶瓷物镜驱动器的控制电源,基于数字共焦显微系统,建立LLCC型滤波器。该系统以减少驱动器电压总谐波失真,并就地补偿驱动器的无功功率为研究目的。采用三电平逆变器来消除低次谐波的PWM模式,允许小而轻的?滤波器进行输出显示,实验结果表明该系统能够较好的应用在压电陶瓷物镜驱动器的电源中,并且在30-40 kHz的频率范围内仿真与实验误差均能保持在±0.01之间。     

压电超声马达驱动电路的研究

提出了一种基于计算机控制的压电超声马达谐振频率自动搜寻系统。在此系统中,首先使用计算机来产生一个频率可调的超声波驱动信号,然后通过对马达转数的检测,系统得到压电超声马达的最佳谐振频率值。试验证明本系统能够自动地查询到压电超声马达的最佳谐振点,并且,通过实验结果讨论了马达谐振频率与电路匹配状态对压电马达的影响。     

蒸汽锅炉补水泵变频调速控制

文中对蒸汽锅炉补水泵采用变频调速控制和PID调节作了较为详尽的描述,选择了锅炉水位测量仪表,给出了相应的主电路和控制电路原理图,并设置了变频器的相关参数。实际运行表明,设备稳定可靠,达到了预期效果,可推广应用。     

瓷砖装饰用压电喷墨打印头关键技术研究

压电喷墨技术是一种广泛应用于工业数字印刷领域的喷墨打印技术。根据压电陶瓷变形模式不同,压电喷墨可分为挤压式、弯曲式、推动式和剪切式4种驱动原理。该文介绍了4种压电喷墨原理及相关研究方法。有限元分析和流体动力学计算可模拟墨滴生成与飞行的过程,便于研究喷头电学参数和几何尺寸对喷墨性能的影响。并讨论了喷墨打印头的压电元件、喷嘴板等材料优化,以及压电喷墨头研究进展及未来展望。     

压电超材料主动控制分流电路设计

为进一步优化压电声学超材料分流电路设计,提出了一种基于零极点配置的主动控制电路,总结出零极点配置的一般规律,直接通过调节零点和极点设计相关传递函数,并利用微控制器加以实现。由于数字控制器能够利用计算机进行远程控制,因此可以更灵活地调节超材料带隙。该方法降低了模拟电路的复杂度,摆脱了模拟电路需要手动调整参数的限制,为超材料的智能控制提供了新的思路,更便于实际应用。实验结果表明,压电超材料在低频模态范围内均有超过14 dB的衰减,由此证明了结构所用主动控制电路的有效性。