Modeling and H_∞ Robust Control of a Smart Structure with Rate-dependent Hysteresis Nonlinearity

The performance of smart structures in trajectory tracking under sub-micron level is hindered by the rate-dependent hysteresis nonlinearity.In this paper,a Hammerstein-like model based on the support vector machines(SVM)is proposed to capture the rate-dependent hysteresis nonlinearity.We show that it is possible to construct a unique dynamic model in a given frequency range for a rate-dependent hysteresis system using the sinusoidal scanning signals as the training set of signals for the linear dynamic subsystem of the Hammerstein-like model.Subsequently,a two-degree-of-freedom(2DOF)H∞robust control scheme for the ratedependent hysteresis nonlinearity is implemented on a smart structure with a piezoelectric actuator(PEA)for real-time precision trajectory tracking.Simulations and experiments on the structure verify both the efectiveness and the practicality of the proposed modeling and control methods.     

多OFC-SAW传感器敏感信息同时提取方法

讨论了多正交频率编码声表面波(OFC-SAW)传感器敏感信息同时提取的方法,设计了多OFC-SAW传感器敏感信息同时提取系统.通过相同中心频率叠加信号片测量值与每个反射OFC信号的关系方程组计算每个OFC反射信号的幅度和延时,通过反射信号的延时差提取敏感信息.经过仿真分析验证了该方法的正确性和有效性.     

声表面波加速度计中压膜阻尼技术的研究

分析论证了压膜阻尼应用于声表面波加速度计的可行性。利用机电模拟方法,建立完整的声表面波加速度计等效电路模型。通过对该模型进行计算机仿真分析,总结出各种压膜阻尼参数影响声表面波加速度计性能的规律,从而为声表面波加速度计的设计提供重要的理论依据。     

声表面波谐振式力学量传感器的发展与现状

扼要回顾了国内外在声表面波力学量传感器方面一些重要的成就 ,阐述了声表面波力学量传感器的特点、基本工作原理 ,简单推导了该传感器输入 -输出关系 ,并对声表面波其他传感器作了介绍。     

含Pd纳米线SAW气体传感器氢敏特性分析

基于COMSOL Muhiphysics软件,建立了含Pd纳米线的声表面波(SAW)传感器三维模型,以YZ铌酸锂为压电基底,叉指电极固定于基底表面,分析了Pd纳米线长度对模型本征频率的影响.对电极施加20V电压得到了不同氢气体积分数下电极上电导纳值和本征频率偏移值.通过磁控溅射制作了Pd薄膜,设计了SAW传感器测试夹具,得到了传感器氢敏特性.将仿真值与实验值进行对比,得到了含Pd纳米线氢敏材料的SAW传感器具有比含面形Pd膜传感器更高的灵敏度.     

S型声表面波质量传感器特性研究

S型声表面波质量传感器采用中心对称的双声路结构,一声路作为参考声路;另一声路作为测量声路。从理论上分析了该传感器的幅度-频率特性、质量-频率特性和温度-频率特性,并采用网络分析仪测量了该传感器的三组特性。结果表明:理论分析与实验结果基本相近。     

SAW氢传感器的研究进展

对声表面波(SAW)氢传感器的研究目前主要集中在改善其敏感性、加快响应速度、增强稳定性以及消除温度的影响。要实现这些目标,一是改善SAW氢传感器的关键部件——敏感薄膜的性能;二是改进传感器的结构。对主要研究机构在这些方面的研究进行了系统的综述,并提出了发展方向。     

基于声表面波技术探测微量气体的理论分析

声表面波延迟线振荡器的频率对沉积在延迟线表面上的薄膜很敏感,在延迟线路径上覆盖一层具有选择性的吸附薄膜,这层薄膜吸附对其敏感的气体物质后,其质量密度、弹性参数、介电常数、电导率都将发生变化。给出了传感器的理论分析,根据检测需要,设计最优化的气体传感器。     

SO_2气体传感器的新进展

主要介绍了国内外当前SO2 气体传感器的研究现状及其发展趋势 ,并着重介绍了声表面波 (SAW )SO2 气体传感器的应用前景     

基于超支化聚合物的声表面波化学毒剂传感器

基于声表面波（SAW）技术的化学毒剂传感器在检测下限、响应速度以及减小温度、湿度交叉敏感等方面还需进一步提高。提出了在SAW双端口谐振器上涂敷超支化聚合物的方法提高传感器的检测下限和灵敏度。通过建立Van Dyke模型,分析了敏感膜对SAW化学毒剂传感器Q值、插入损耗以及电路阻抗匹配的影响。利用谐振器代替延迟线,确保了器件具有插入损耗、高Q值的特点。实验证实,在谐振器的中心栅结构上涂覆聚合物可以减小粘弹性聚合物对谐振器插损、Q值以及输入输出阻抗的影响。对设计的化学毒剂传感器进行了沙林毒剂检测实验,采用315MHz的SAW谐振器结合超支化聚合物膜,检测沙林气体浓度为5．0mg／m^3。实验表明：这种传感器的灵敏度可达到600Hz／mg／m^3,响应时间为50s,恢复时间约为60s。     

声表面波NO_2传感器敏感膜研究进展

由于工业检测、环境监测、医学监测等领域的需求,高性能NO2传感器得到了广泛的研究。声表面波传感器技术的发展为研发高灵敏度、高稳定性、响应快速、小型化的NO2传感器提供了极大的潜能。总结了近30年来声表面波NO2传感器敏感膜的研究现状,并根据现有的研究和传感器的应用需求,深入探讨了声表面波NO2传感器敏感膜面临的挑战和发展趋势。