双足驱动双压电晶片直线超声波电机运行机理研究

研究新型直线超声波电机运行机理,采用双压电晶片及双足驱动结构,具有结构简单、无需频率简并、易于小型化等优点。详述其结构、振形特点及工作机理。建立电机定子振动响应有限元模型,给出输入阻抗计算方法。用已建模型计算获得定子驱动足接触点在谐振频率点附近振幅,推导驱动足接触点运动轨迹。通过实测定子阻抗特性将所得结果与理论分析进行比较。     

一种新型的压电材料参数的精确表征方法

针对压电材料精确表征问题,本文提出了一种包含材料损耗特性,基于模拟退火(Simulated Annealing,SA)优化算法的压电材料新型表征方法.并采用提出的新型表征方法对厚度振动模式下的高损耗偏铌酸铅压电陶瓷和l-3型压电复合材料样品的材料特性进行了研究,样品电子阻抗共振特性的理论优化结果与实际测量值准确拟合,表明该方法能够精确表征具有损耗特性压电材料参数.     

晶体晶片的测试技术

晶片是晶体的主要材料,加工的质量直接影响着晶体的质量优劣,其加工要靠研磨料来完成,在一边研磨一边测试的过程中,表面附着物会影响晶片频率的测试,测试条件差,需要有宽频测试和激励强的电路完成晶片研磨过程的频率测试。     

压电圆环晶片堆的径向振动分析

通过理论分析、数值计算、实验测量研究压电圆环晶片堆的径向振动,应用压电本构方程,通过求解晶片堆的导纳,取其最大,推导压电圆环晶片堆的共振频率方程。采用数值法对理论方程进行模拟计算,用阻抗测量和激光扫描測振实验测量单片圆环和晶片堆的共振频率,并与理论计算进行比较,结果吻合较好,误差小于1.5%。     

多参数模型的反滤波方法研究

本根据不适定问题求解的数学原理,研究了构造反滤波稳定解的一般方法,并提出了一种反滤波器的多参数模型。仿真研究和实验结果表明,这种多参数的反滤波技术能够有效地减小动态特性误差,并能够更好地适应不同的噪声和信号。     

新型压电直线式振动送料器设计

目的为了满足现代工业领域中对轻、薄、小产品平稳输送的要求,设计一种利用压电双晶片振子惯性力作为驱动源的新型直线式振动送料器。方法在对振动送料器的工作原理进行分析的基础上,建立压电振子动力学模型,利用Matlab软件分析振子长度和质量对冲击力与变形量的影响,研制送料器样机并进行性能测试。结果当振动频率为209.5～214.5Hz时,送料器具备输送物料的能力;当系统共振时,输送速度最快,随着电压的增加,送料速度呈线性关系增加。结论与同型号的电磁振动送料器相比,研制的压电直线式振动送料器消耗电流仅为其14%,工作噪音下降了17 dB。与同型号日本压电送料器相比,输送速度提高了10%。     

双轮式摩擦仪测量模型的共激励源动态标定方法

为解决双轮式摩擦仪测量模型参数的动态标定问题,提出了基于共激励源的模型参数动态标定方法,设计了反力约束型动态标定装置,通过共激励源条件下的数据序列匹配,建立双轮式摩擦仪力传感器和参考力传感器之间的数据映射关系,利用分组回归及二维最优化方法确定测量模型参数。试验表明,所提方法可有效实现双轮式摩擦仪测量模型参数的动态求解,对仪器动态试验过程中的运动状态转变具有良好的适应性,拟合的残差平方和比直接对校准全过程进行最小二乘法拟合的残差平方和减小50%以上。     

超声功率标准换能器铌酸锂压电晶片的设计研究

本文探讨了设计合适的铌酸锂压电晶片以研制高频高效的超声功率标准换能器,该换能器用于毫瓦级超声功率国家基准.论文分析铌酸锂各种切型的压电性能并选择最优切型用于研制标准换能器,给出晶片自由振动时的等效电阻抗和集总参数等效电路,以及晶片厚度和共振频率的关系.用所设计晶片研制出共振频率为18.5MHz的标准换能器,其辐射声导值...     

压电陶瓷低K_p的测量方法

本文所提出的方法是基于用低频导纳分析仪测出试样导纳随频率变化的数据,再藉助于契比雪夫函数的最小二乘式来处理上述数据,从而建立起一个精确的导纳圆。一旦由计算机解出此圆方程,就能获得串联谐振频率 f_(?)、并联谐振频率 f_p、平面耦合系数 K_p、机械品质因数 Q_m、介电常数ε以及样品的等效电路 L_1、C_1、R_(?)和 C_0等。此外,为了改进测量灵敏度,又提出一种差分电容技术,把样品的静态电容从动态部分分离出来,并用这个方法成功地测出具有极低 K_p 的掺钆钛酸铅压电陶瓷的某些电特性。     

高g值加速计和压电式力传感器的动态校准

本提出一种高g值加速度计的动态校准方法和装置,其最大加速度峰值超过100000g。这套装置还可以对压电式力传感器进行动态校准。中给出两个加速度计加速度峰值的二十余次实验结果,以及加速度计与力传感器的冲击响应实验曲线。同时,还求出它们的动态数学模型（包括差分模型、传递函数、频率特性）和动态性能指标。此外,还讨论了本的4个创新点。     

压电陶瓷致动器的动态控制模型及逻辑规则控制

提出了一种新的压电陶瓷致动器的动态控制模型．该控制模型建立在泛布尔代数理论基础上;它依赖于压电陶瓷的控制经验．通过一系列控制规则,采用泛布尔代数的符号进行控制模型的表述．在所建模型基础上,结合PID控制器对压电陶瓷进行了Rule＋PI控制的离线仿真研究;仿真结果表明,该控制模型结构简单,控制方便,易于实现．     

压电驱动器环形压电振子特性及其等效电学参数识别

压电驱动器是一种由压电功能材料构成的微型机电器件,为研究改善压电驱动器环形压电振子的振动特性和俘能特性,建立了压电振子的机电耦合有限元模型,分析了压电振子齿槽倾斜度和支撑对其振动特性和俘能特性的影响,并从改善振子振动特性和俘能特性角度出发,对压电振子进行了结构优化设计;其次,利用该有限元模型求解了压电振子的导纳特性曲线...     

一种新型的质心测量机构与测量方法

分析了不平衡力矩和多点称重测质心方法,探讨了一种高精度质心测量方法.采用大、小量程十字分布传感器支撑旋转轴系, 设计了一种新型的质心测量机构.利用旋转轴作为质心测量基准,大量程传感器作为等效刀口,小量程传感器测量偏心力,提高了测量灵敏度.进行了测量方法的误差来源分析,结合现有的形心测量技术,研制了一台高精度质心测量设备,并成功应用于产品实测.     

压电驱动器的非对称迟滞模型

为了补偿压电驱动器的非对称迟滞,提出了改进型Maxwell迟滞模型.Goldfarb提出的经典Maxwell迟滞模型由多个基础单元并联叠加而成,其基础单元为单个弹簧-物块单元,迟滞特性为平行四边形,故只能描述对称迟滞.为了能描述压电驱动器非对称迟滞,提出了基础单元迟滞特性为梯形的模型.为了简化算法程序,将梯形单元优化为两个三角形单元组合而成.为了验证该模型,以压电工作台为实验对象,运用该迟滞模型的逆模型进行迟滞补偿控制.单独的迟滞逆模型前馈开环控制实验结果表明,位移跟踪相对误差从7.37％降到了1.56％,输入输出基本呈线性关系.逆模型结合PID复合反馈闭环控制实验结果表明,位移跟踪相对误差进一步降低到0.53％,输入输出呈很好的线性关系.这表明本文所建立的迟滞模型能很好地描述压电驱动器非对称迟滞特性.     

基于测量噪声确定传感器动态补偿的理想指标

测量噪声是影响传感器动态补偿效果的主要因素,对在噪声环境下传感器动态补偿所能达到的理想效果进行了研究。提出根据测量噪声确定传感器动态补偿后理想工作带宽的方法,使用该理想带宽可进一步确定补偿后时域性能指标中调节时间与超调量的理想值。将该方法应用于应变天平的动态校准实验,验证了其有效性。进而采用该方法评定应变天平经动态补偿后能够满足飞行器舱门风洞动态试验的要求,表明该方法可用于确定传感器动态补偿后是否适用于动态试验。     

悬臂梁压电振动能采集器的集总参数模型和实验验证

压电振动能采集器是无线传感节点的一种理想电源,近年来受到广泛关注．考虑质量块和逆压电效应影响,建立了在基础激励作用下的悬臂梁压电振动能采集器的集总参数运动微分方程,得到了采集器固有频率的解析表达式．引入了2个反映压电层连接方式的常数,建立了对单压电层、双压电层并联和双压电层串联的悬臂梁压电振动能采集器均适用的耦合电路方程．求解以上方程,得到了简谐基础激励下的输出电压表达式．实验结果表明,固有频率和输出电压表达式的相对误差分别小于10％和20％．