超磁致伸缩驱动器输出特性的实验研究

介绍了超磁致伸缩驱动器的特点和应用情况,论述了驱动器结构和内部磁路设计方法,对采用国产材料研制的驱动器位移及力的输出特性进行了测试,并对该驱动器在低频范围输出力的频率响应进行了实验。实验结果表明,该驱动器具有理想的动静态输出精度和输出范围,可以用于精密设备的低频主动隔振平台中。     

超磁致伸缩致动器建模研究综述

超磁致伸缩材料具有很强的非线性耦合特性、磁滞特性和复杂动态特性。因此,建立能够准确描述超磁致伸缩致动器工作状态的模型成为关键问题。综述棒型超磁致伸缩材料在多场耦合特性、磁滞特性建模研究状况以及超磁致伸缩致动器动力学建模研究状况,分析当前所建立多种模型的优缺点,并展望建模工作的发展趋势。     

射流伺服阀用超磁致伸缩执行器磁场建模与分析

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构,采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理,给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式,并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律,最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.     

车削振动的免疫PID控制研究

为减少车削过程中车刀产生的振动对工件加工精度的影响,开发了一种车削振动控制系统。系统中的执行器采用超磁致材料制作而成,能满足切削振动控制高精度和高频响的要求;同时采用柔性铰链结构设计专用刀架,解决了执行器回复力不足的问题;在完成系统的总体设计后,研究了超磁致伸缩执行器(GMA)和专用刀架的工作原理,并分别建立了它们的传递函数模型。根据人工免疫原理,设计了一种免疫PID控制器,通过Matlab环境中的Simulink工具对控制系统进行仿真研究,并在数控(CNC)车床上进行了现场实验测试,结果证明该系统能很好地抑制车削加工时产生的振动干扰。     

滚转导弹过载驾驶仪控制耦合解耦算法研究

舵机动力学滞后引起的控制耦合严重限制了过载驾驶仪在滚转导弹上的应用。建立滚转导弹驾驶仪模型,推导了等效舵机动力学传递函数矩阵,对比研究了基于最优舵面超前角度补偿和输出反馈动态的解耦控制方法,进行了仿真验证。仿真结果表明：随着转速与舵控系统频带比值的提高,控制耦合增加;基于最优舵面超前角度补偿的解耦方法实现简单,适用于工程应用,然而当转速与舵机频带的比值、输入指令频率与舵机频带的比值增加时,解耦效果变差,舵机控制效率降低;基于输出反馈动态解耦方法能够实现完全解耦,且受转速测量精度的影响较小,但该方法要求对舵机的传递函数精确已知,且补偿器的复杂性与舵机阶数密切相关,工程应用存在一定的难度。     

最大熵试验法对航天作动器输出可靠性的评估

为解决航天作动器在小子样情况下的输出可靠性评估难题,提出采用最大熵试验法对其可靠性进行评估.该方法针对航天作动器的裕度设计特点,选取作动器的输出力作为表征其输出可靠性的特征量,通过在临界工况点进行试验和计算来实现输出可靠性的评估,并对评估过程进行详细介绍.结果表明:最大熵试验法仅需较少试验子样数即可实现对较高可靠性(置...     

角位移增大连杆轴向预压缩驱动器静、动态特性仿真分析

为了进一步增大压电双晶片驱动器的输出角位移,基于轴向预压缩增大压电双晶片输出转角和力矩的方法,提出一种带有连杆机构的压电双晶片驱动器。对驱动器建立了端部带有扭簧的静力学数值模型,以及端部带有微小舵面的刚柔耦合拉格朗日动力学方程及有限元模型。所得的数值结果和有限元结果总体符合程度较好,静力学结果表明：带有连杆机构的轴向预压缩（PBP）驱动器较原PBP驱动器输出角位移增大了4倍以上,最大输出转角可达到26.3°,而输出转矩随之缩小。动力学结果给出了驱动器机构内部能量的传输及分配特性,以文中舵面作为驱动对象,驱动器平均输出角速度达到2 000°/s,控制带宽达到30 Hz,明显优于普通伺服舵机。该角位移增大PBP驱动器的设计和仿真研究可为以大位移、小输出力矩、高控制带宽为特征的微小型飞行器舵机的研制提供理论参考依据。     

采用变转速泵源降低液压舵机无效功率的研究

高压力、大功率和高转速是导弹舵机泵源的突出特点,这一特点带来的突出问题就是高无效功率带来了系统高温,使舵机系统的工作时间和性能受到了很大的限制。为了有效的降低舵机系统的无效功率。本文提出了为弹载液压舵机配备变转速泵源,并对变转速泵源进行了总体方案的设计,主要包括：泵源的总体结构、泵源转速指令的获得方法、泵源电机转速控制策略。最后以matlab为工具进行了仿真分析,仿真结果表明采用变转速泵源降低弹载液压舵机无效功率的方法是可行的。     

超磁致伸缩驱动器磁滞非线性系统主共振分析

为研究超磁致伸缩驱动器(GMA)磁滞非线性系统的主共振特性,通过分析GMA的工作原理,利用机械动力学原理,采用牛顿方法建立GMA的磁滞非线性动力学微分方程;应用多尺度法分析GMA磁滞非线性动力学系统的主共振,得到系统幅频响应曲线方程。结果表明:在给定GMA参数的条件下,共振曲线随GMM棒的等效阻尼系数、预应力、磁场强度的增大无"跳跃"现象;共振曲线随3次刚度项系数的增大发生"跳跃"现象。通过对GMA磁滞非线性系统主共振分析,得到的结论能为GMA结构优化设计提供理论依据和技术支持。     

电动舵机直流伺服电机选用方法

根据空空导弹电动舵机对直流伺服电机的要求,介绍了直流伺服电机输出力矩和转速的计算方法、电动舵机选用直流伺服电机的基本原则、电机发热校验的方法,提出了在电动舵机设计中应过载使用直流伺服电机的观点。     

基于特征模型的主被动一体化隔振平台控制分析

在各类飞行器飞行的过程中,飞行器载荷会受到不同频段的外扰影响,出现拍照模糊不清楚等问题,建 立主被动一体化隔振平台模型,阐述使用特征模型思想对该平台主动隔振系统进行控制,抑制台面振动。选取超磁 致伸缩作动器作为主动控制元件,建立主被动一体化隔振平台模型;根据力跟踪的平台模型设计了基于位移跟踪的 平台模型;建立位移跟踪隔振平台的特征模型,并将特征模型估计所得的状态变量和黄金分割控制、逻辑微分控制 相结合,对隔振平台的主动隔振控制系统进行控制;通过Simulink 仿真验证了控制器的有效性,并与传统的PID 控 制结果进行对比,证明了该控制器的优越性。     

叠堆型压电陶瓷驱动器的耦合模态分析

为了研究压电陶瓷驱动器的驱动性能,分析了以PZT-5H为驱动元件的叠堆型驱动器,采用简化的等效器件建立了电学模型。基于压电陶瓷材料的机电耦合特性运用ANSYS有限元分析软件对叠堆型驱动器进行了计算分析,得出输入电压与输出位移呈近似线性关系,通过控制压电陶瓷两端电压来控制其位移。仿真结果验证了此方案的有效性和可行性。该驱动器在自适应弹药上具有潜在的应用价值,可为弹头的偏转驱动装置设计提供参考。     

一种新型压电驱动器技术的研究及应用

文中介绍了一种新型的压电驱动器技术，驱动器通过调节相邻两根陶瓷杆的伸长量，经机械放大后再耦合可在横向圆周预定方位输出角位移。在此基础上，建立了驱动器的力学模型和耦合数学模型，该驱动器在制导弹箭上具有潜在的应用价值。该研究可为制导弹箭弹头的偏转驱动装置设计提供参考。     

振荡线性化舵机相移检测滤波器设计

利用正交载波振幅调制方法设计了自振荡线性化舵机的相移检测滤波器.介绍了滤波器的设计思路,建立了滤波器和检测连接电路的原理框图,分析了滤波器的参数选择和滤波器频域特性,并对理想信号和实际舵机信号的滤波效果进行了仿真.计算结果表明,该滤波器有很高的相移检测精度.     

超磁致伸缩材料的特性及其应用

超磁致伸缩材料因具有优异的性能,给电工行业带来了新的活力,在军民两用高技术领域有着广泛的应用前景。着重介绍超磁致伸缩材料的性能及其在各领域中的应用。     

精密设备系统主动隔振的基础理论与技术

本文分析了精密设备隔振平台的激励环境,从理论分析角度将被动隔振和主动隔振的隔振传递率进行了对比,得出在超低频阶段主动隔振传递率远远低于被动隔振中的隔振传递率的结论.从应用技术角度阐述了精密隔振中广泛应用的超磁致伸缩驱动器的性能,并通过实验测得了其静态位移输出特性.此外,介绍了主动隔振系统常用的控制方法,给出了模糊PID方法的振动控制效果.     

拔销器的小型化设计

介绍了一种拔销器的设计,从结构和装药设计实现拔销器小型化,对装药和回缩力进行了估算,用冗余试验验证产品设计及装药可靠性,结果表明发火与输出可靠度R＞0.995 3(置信度0.90).     

预压力对压电致动器位移和迟滞影响的分析

为适应微动隔振平台自适应控制的要求,提高系统响应速度和输出位移量,为隔振平台系统的执行元件—压电致动器设计预压装置,建立压电致动器模型,推出预压力与位移和迟滞的理论表达式。根据压电致动器受压状态试验,发现压电致动器的输出位移和迟滞量在受压下的变化与理论曲线基本吻合,在此基础上,进一步分析预压力对位移和迟滞量的影响机理。结果表明,位移量和迟滞的变化的根本原因是逆压电效应和压电系数随预压力的变化。     

基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动实验研究

固体的铁磁性材料在磁场作用下有磁致伸缩效应。基于梯度磁场可改变有强磁化特性磁性液体的内压强,从而可改变磁性液体体积的设想,设计制造了一个梯度磁场作用于磁性液体的微位移驱动器,并利用光杠杆放大原理测量它的微位移量。结果表明:基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动器输入电流和输出微位移有较好的线性关系,为微位移驱动器研制提供了一条新的途径。     

基于NESSUS的某拔销器可靠性设计与优化

为提高拔销器的设计可靠性,基于应力-强度干涉理论,采用用于系统概率化分析的模块化计算软件NESSUS对其进行可靠性分析,得出该产品的设计可靠度值,并对影响其可靠度的随机变量进行敏感性和重要度分析。结果表明,该产品的设计可靠度值为0.99999999986,与试验值的相对误差为1.3E-10,在工程允许范围内。其中对可靠度影响较大的参数且按其影响程度大小进行排序依次为剪切销直径、输出压力的作用面积、起爆器输出装药的火药力和输出装药的密度,在材料选择及产品加工时,应保证这些参数的一致性。