压电振动能量采集器的性能分析与功率优化

为了预测压电振动能量采集器的输出特性,优化输出功率,以压电双晶片串联型振动能量采集器为研究对象,综合考虑结构与电路耦合因素,利用有限元法和ANSYS软件建立压电振动能量采集器的有限元机电耦合动力学模型和网格实体模型.分析在外力激振条件下负载电阻对压电振动能量采集器的振动特性和电输出特性的影响,得到不同负载电阻下压电能量采集器的振动特性和电输出特性曲线.通过调节负载电阻使之与能量采集器的阻抗匹配,实现了对能量采集器输出功率的优化,得到了优化的负载电阻和输出功率.研究结果表明,采用压电能量采集器能够输出大的开路电压、大的短路电流,优化后的开路和短路谐振时的最大输出功率分别达到57.81和55.12 W.     

多变量模糊舒适度评价仪

根据室内热环境人体舒适性具有的不绝对、模糊的特点,研制出了一种多变量模糊舒适度评价仪表．仪表以室内空气的温度、相对湿度、流速为输入变量,以模糊综合评判方法为原理,以ADμC812单片机为硬件电路核心,给出了各影响因素的权重系数及各语言变量语言值的化分,对于温度、相对湿度影响因素具有耦合关系问题,通过不同温度区间采用不同的权重系数及不同的语言值的化分的方法解决,能够实现数据采集,运算合成及解耦合,得出评价结论的功能,实验结果表明：该仪表具有较高的可信度,是对室内热环境舒适性作出评价的一种有效工具。     

面向无线充电系统的磁耦合机构热特性研究

磁耦合机构作为无线充电系统能量传输的核心部件,其中线圈与磁芯的损耗引起温度升高,进而累积温升影响系统的安全性与可靠性。本文提出一套用于磁耦合机构热场建模与特性分析方法。首先,对DD型磁耦合机构进行建模,计算磁耦合机构中的热损耗。其次,分析传热方式并且推导建模所需的热参数。最后,使用Icepak软件对磁耦合机构展开磁热联合仿真,获得其在不同散热条件下温度特性。结果表明,磁热联合仿真可以预测稳态时磁耦合机构的温度。     

976nm 10W半导体激光器封装与耦合

光纤激光器在国外已经被广泛接受和使用,对相应的泵浦源976nm高功率半导体激光器光纤耦合模块提出了高可靠性的迫切要求。焊接质量直接影响着大功率半导体激光器的可靠性,焊接效果不好会直接导致激光器迅速退化。本文分析了半导体激光器封装热特性,采用Ansys软件对封装结构热特性进行模拟,通过实验与模拟结果对比分析,优化烧结工艺,获得了比较满意的焊装效果;通过理论分析得到高功率半导体激光器的单管耦合方案,最终得到耦合效率为90%的光纤耦合模块。     

改进Kriging的热结构耦合梁共振非概率可靠性分析

针对梁结构在热结构耦合作用时其极限状态函数为隐式形式且难以求解的问题,基于振动可靠性理论,将改进的Kriging模型与有限元方法相结合,提出了热结构耦合梁共振非概率可靠性分析方法.首先利用Kriging法构建热结构耦合梁可靠性功能函数的近似模型,并利用主动学习法改进了选取新增样本点的方式,使得改进后的Kriging近似模型更加逼近于真实极限状态函数.在此基础上,考虑结构参数的不确定性,对梁结构的不确定变量用区间变量进行描述,建立了含有超椭球凸集的梁结构共振非概率可靠性模型,最后结合优化方法求解出梁结构共振非概率可靠性指标.算例结果表明了该方法的合理性以及计算精度高的特点,为热结构耦合梁的共振非概率可靠性分析提供了可行的途径.     

基于粒子群的压电结构多目标同步优化控制

为了分析压电智能结构振动主动控制中结构与控制的耦合特性,克服现用优化算法的复杂性,以压电智能梁结构为研究对象,运用粒子群优化方法对传感器与作动器分布和反馈控制增益进行同步优化.选用储存能量和控制能量最小以及振动衰减最快的多重性能指标作为优化目标函数,找出了针对特定振动模态下的最佳贴片位置与控制增益,分析了压电片长度和数量对控制效果的影响.运算结果表明,与传统遗传算法相比,粒子群具有编程简单、计算量小、收敛速度快等优点.仿真结果显示,基于粒子群同步优化后的结构振动控制效果明显,验证了该方法的可行性.     

基于ISIGHT的机翼结构分层优化设计

在满足机翼强度刚度要求的前提下,考虑形状变量和尺寸变量间复杂的耦合关系,集成ISIGHT/PATRAN/NASTRAN/MATLAB对机翼进行综合结构优化设计.在此优化设计中,以结构重量最小化为目标,以强度约束和刚度约束作为约束条件,以形状变量和尺寸变量作为优化设计变量,建立ISIGHT优化工作流.采用MATLAB自编程序将气动载荷等效加载到机翼有限元模型附近节点上.优化后机翼结构重量为38.0kg,比优化前的41.3kg减少了8%.     

考虑热机耦合的排气歧管多目标优化设计

为了研究温度及热应力分布对排气歧管的振动特性及疲劳寿命的影响,对汽油机排气歧管进行基于热机耦合的频率响应分析.研究发现,由于温度及热应力的不均匀分布会改变结构的刚度,热载荷的存在对传递函数峰值频率及应力幅值均产生了较大影响.热载荷与机械载荷耦合作用下的振动疲劳寿命较不考虑热载荷的振动疲劳寿命低42%,热机耦合在疲劳寿命分析中有着显著的作用,不可忽视.为了优化排气歧管的振动特性并延长其使用寿命,对排气歧管支架进行拓扑优化及多目标形貌优化.通过拓扑优化寻找最佳传力路径;在拓扑优化的基础上以提高排气歧管疲劳寿命为总目标,以提高危险频率段内的1、2、3、6阶固有频率为子目标,通过加权指数法建立目标函数,对支架进行多目标形貌优化确定加强筋位置.进行多目标优化后的排气歧管支架对提高排气歧管振动疲劳寿命效果明显,疲劳寿命较优化前增加了31.2%.     

大气隙混合磁悬浮轴承耦合特性分析

介绍了大气隙混合磁悬浮轴承的结构及其工作原理,并建立其等效磁路模型.针对大气隙混合磁悬浮轴承结构,利用Ansys进行仿真分析,以X向位移和电流为变量,分析其对Y向承载力的影响来判断其耦合特性.结果表明,永磁磁场中,以X向位移为变量,耦合现象不明显,在混合磁场中,以X向位移或电流为变量,耦合明显.     

发动机悬置系统的仿真优化研究

以某车型为例介绍一种发动机悬置系统的优化方法。应用Adams/View建立发动机悬置系统的六自由度简化仿真模型,用Adams/Vibration模块对悬置系统进行模态分析,结果表明此系统固有频率分布不合理和存在能量耦合现象,针对此问题利用Adams/Insight模块对发动机悬置系统进行试验设计优化,最终取得较满意的结果.     

基于TRIZ冲突和物场模型的挡位选择器信号识别模块设计

为优化挡位选择器信号识别模块，建立基于TRIZ冲突理论和物场模型的挡位操纵机构设计模型，对其信号识别功能模块的结构进行创新设计，改进市场上笨重而又不便实现功能的电路板；采用TRIZ分割原理，对电路板上相关元器件进行布置，并将散热连接件改为纯铜；利用ANSYS ICEPAK和相关数学模型对其电子元器件的散热问题进行优化分析。优化结果显示PCB板的最高温度为75.02 ℃，相关零部件的温度均在合理温度范围以内，验证了该信号识别模块方案的可行性。     

Self-diagnosis method for faulty modules on wireless sensor node

In order to diagnose the working status of each module on sensor node and make sure the wireless sensor networks (WSN) work properly, the components of sensor node and their working characteristics are studied. An on-line fault self-diagnosis method for sensor node is proposed. First, a flexible fault sensing circuit is designed as a state detection module on sensor node. Second, a self-diagnosis algorithm is proposed based on the hardware design and the failure analysis on sensor node. Finally, in order to ensure the WSN reliability, the voltage changes of each module working statuses can be observed using the state detection module and the faulty module will be found out timely. The experimental results show that this self-diagnosis method is suitable to sensor nodes in WSN.     

新型限力输出保护功能柔性夹钳的设计与参数评估

柔性夹钳因具有微/纳精密操作能力,?常应用于微操作系统中,?但因抓爪无法提供恒定输出力或恒力范围小,?容易造成操作对象的损伤或脱落.根据放大模块与常力模块串联的结构形式,?设计了一种具有常力特性的柔性夹钳.基于伪刚体法,?建立放大模块中桥式机构与杠杆机构的刚度和放大率数学模型,?通过对倾斜导向梁进行分析,?得到常力模块...     

ZVS-PWM开关电源补偿网络最优设计

介绍了一种全桥移相式开关电源补偿网络的最优设计方法。在Buck型PWM变换器小信号等效电路模型的基础上得到全桥移相式ZVS-PWM变换器小信号等效电路模型,进而导出其主电路的传函模型。以阶跃扰动下电压误差加权平方积分为目标函数,采用连续优化算法ALAPT和离散优化算法MDOD相结合的技术为补偿网络参数寻优。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

测试产生的神经网络方法及若干问题研究

介绍了在微机上开发的一种基于神经网络的测试生成系统结构,详细讨论了系统中各模块的实现方案。从提高效率的角度,对电路测试生成中神经网络这一方法的发展及今后须解决的问题做了讨论。     

简易太阳能手机充电器的设计

设计了一款简易太阳能手机充电器,对充电电路的稳压模块、充电保护模块、充电控制模块等进行电路的分析与研究,阐述了电路的工作原理,实际测试表明,该充电器工作稳定、可靠,使用灵活。     

电路成品率极大化的改进重心游移法

基于R.S.Soin 和 R.spence提出的电路中心值设计的统计最优化方法,文中提出了一种改进的容差域可伸缩的重心游移法。该方法系统地解决了初始状态下,成功点集为空集时的参数中心值设计问题。给出了容差域伸缩策略;区间套舍选抽样策略以及有关系统连接问题。以数值试验和电路设计实例证明了该方法的可行性和实用性。     

LED大屏幕图像扫描控制的实现*

扫描控制电路是LED显示大屏的一个重要组成部分,它的主要功能是接收视频显示模块送来的数据信号,将其转换为LED大屏扫描显示所需的具有灰度信息的数据并产生相关的时序控制信号.提出了一种灰度扫描方式和扫描控制电路的设计方法,并进行了分析.     

机械产品柔性模块化设计知识库系统的研究

介绍了柔性模块的基本概念;在分析柔性模块化产品的设计推理过程的基础上,提出了一种面向对象的知识库建模方法.将模块视为对象,并以功能模块、柔性模块、实例模块为基础构成对象层次体系,以对象框架语言描述模块的相关设计知识,组成知识单元.然后论述了基于实例和框架的知识推理过程,并给出了液压机产品知识库系统的框架结构.结果表明,该系统的研究和开发可有效支持液压机等大型机械产品的快速响应设计.     

基于弹性衬套和柔性零部件的车轮定位参数仿真试验

为了分析悬架中弹性衬套替换刚性铰接及主要承栽零部件的柔化处理对车轮定位参数的影响,以多体动力学理论为基础,在Adams中建立了某车双横臂独立悬架多刚体模型Ⅰ,对三因素弹性衬套替换刚性铰接以及下横臂和横向稳定杆的柔化处理的影响进行仿真试验.仿真结果说明:3个因素对车轮定位参数有很大的影响.在模型Ⅰ的基础上综合考虑上述3个因素建立了模型Ⅱ并进行悬架运动学分析,揭示了车轮定位参数的变化特性,为悬架的开发设计奠定了基础.