方差分析法下激光陀螺仪机械振动抑制技术

激光陀螺仪可以精确地确定运动物体的方位,但其自身机械振动影响其定位精度,稳定性与可靠性较差。提出了一种基于方差分析法的激光陀螺仪的机械抖动控制技术。设置一个弹簧阻尼系统,建立激光陀螺仪的机械抖动方程,对激光陀螺仪的正弦抖动信号进行分析,计算抖动轴的转角,利用laplace的变换和反变换计算激光陀螺仪零初值时和有初值时的抖动输出,并分析激光陀螺仪机械抖动控制的电路,在对激光陀螺仪建立机械动力模型和分析机械抖动电路的基础上,引入方差分析法,计算激光陀螺仪输出数据的速度,得出激光陀螺仪的抖动时间,分离激光陀螺仪中的误差源,最终实现激光陀螺仪的机械抖动控制技术。实验结果表明,提出方法可以有效控制激光陀螺仪的机械振动,提高激光陀螺仪的稳定性和可靠性。     

立式轴承-转子试验台设计

为实现立式结构轴承.转子系统振动监测和机械设备故障诊断,设计研制了一台模拟旋转机械动、静特性的轴承.转子试验台,并讨论了试验台的结构、润滑剂供给系统和测量系统的设计以及实现方法.该试验台能够进行多种转子动、静力学实验研究,并具备机械振动监测、故障模拟等多项功能.     

振动式微机械陀螺的等效电学模型

根据振动式微机械陀螺的工作原理,建立了其机械特性的等效电路模型。陀螺差分检测电容模型和振动的等效电路模型构成了陀螺的等效电学模型,该模拟模型组合了传感器的机械特性和电学特性。陀螺等效电学模型通过电路模拟工具PSPICE实现,可用于分析陀螺的振动特性、对角速度的频响特性,优化陀螺的工作方式;还可以与接口电路混合模拟,分析陀螺和检测电路的整体性能,优化检测电路的设计。     

录像机中阻尼轮的作用分析

本文采用机电类比法来分析录像机中阻尼轮的作用。在传统上,分析、研究机械系统一般是采用微分方程（运动方程）法,这种方法要计算速度、加速度以及其微分,计算复杂,而机电类比法是利用机械振动系统的运动微分方程式和交流电路的回路微分方程式在形式上完全相同的原理,巧妙地将机械参数用电路参数来等效,这样就可以用已有的电路理论来分析、研究机械系统,从而大大简化对复杂机械系统的研究。通过分析、研究证明录像机中阻尼轮     

一种静电驱动微机械谐振传感器的接口电路及应用

针对静电驱动微机械谐振传感器接口动态电容的测量,文中介绍了一种读取接口电路,采用了高频方波对振动信号进行调制,模拟开关进行解调。以静电驱动的某真空封装微机械振动双框架陀螺为例,接口电路实验测试得到的波形与设计预期一致,并利用接口电路和频率扫描方法成功测得微机械振动陀螺驱动模态谐振频率为13.552 k Hz,品质因数为1863。     

螺旋飞轮运动转换系统的机电比拟设计理论研究

在机械振动系统中采用螺旋飞轮运动转换系统,可以降低系统总质量,并获得良好的振动特性。为了推广螺旋飞轮的应用,降低集成设计的复杂性,通过对螺旋飞轮进行动力学分析,将其动力学特性进行封装。在传统力—电流机电比拟理论的基础上,提出一种新的无并联接地约束的电容元件来比拟螺旋飞轮,一方面解决了螺旋飞轮的比拟对象问题,另一方面完善了传统的机电比拟理论。应用电路网络的方法来研究机械振动网络的设计问题,给出基于螺旋飞轮机电比拟的机械振动系统的设计步骤。按照所提出的设计理论,在一个单自由度隔振系统实例中设计应用螺旋飞轮,实现传统振动元件无法实现的新型机械网络和隔振效果。结果表明所提出理论方法的有效性,为在机械振动系统中集成设计螺旋飞轮运动转换系统奠定了理论基础。     

旋转机械全息序列相似性匹配故障诊断方法

针对全息诊断分辨率低影响旋转机械故障诊断质量和自动化水平的问题,将时间序列相似性匹配的基本概念和方法引入故障诊断应用中,结合全息诊断信息融合分析旋转机械振动全貌的思想,定义了全息序列及其相似性度量模型,用类时间轴上的多维序列表征转子系统振动全貌,进而利用采用近似三角不等式与B+树结合剪枝策略的全息序列相似性匹配算法实现故障诊断.实验结果表明,该方法能够实现高质量的故障自动分类识别.     

电容式微机械惯性传感器信号检测技术研究

针对具有差分电容接口的微机械惯性传感器提出了一种基于电荷放大器和相关检测技术的接口电路方案.采用电荷放大器作为电容-电压转换电路,来去除传感器本身以及传输导线引起的寄生电容的干扰.利用PSPICE模拟了桥路的不对称性对电路输出的影响,经过比较采用单载波差分电桥结构以进一步增大电容检测的灵敏度.采用相关检测技术进行解调,通过解调电路对前置输出电压和载波信号进行相关运算从而消除电路的宽频噪声;给出了包括布线、接地、去耦等电路工艺的设计原则.采用一组标定电容作为传感器的模型进行了实验,实验电路灵敏度可以达到195V/pF,最小分辨率为1fF.采用该方案能够满足对普通精度的电容式微机械惯性传感器信号的检测.     

往复压缩机管道振动分析与控制

对某往复压缩机管道系统的机械特性、气柱特性、气流脉动及机械振动响应进行数值模拟。根据往复压缩机管道系统建立合理的力学模型,并结合压缩机设计参数、运行工况及介质状态参数找出了引起压缩机管线振动的根本原因。最终,制定了合理的整改方案,振动消减效果明显。     

基于ARM的数字化感应加热电源的研究

针对目前中频感应加热电源模拟控制的不足,本文提出一种用ARM LPC2103微控制器来实现复合PID控制策略的数字化感应加热系统.在对数字化感应加热系统的主回路和数字控制电路进行分析和设计的基础上,本对其控制算法就行了设计.通过在MA下LA日/SIMULINK建立仿真模型进行感应加热电源的仿真和频率跟踪分析,本文验证了这种基于ARM的数字化感应加热电源的可行性和有效性.     

NEW KIND OF WIRELESS MICRO ROBOT ACTUATED AND CONTROLLED THROUGH OUTSIDE MAGNETIC FIELD

A new method to drive and control micro in-pipe robot by means of magnetic field outsidepipe is put forward, in which wireless micro robot can move forward driven by the vibration of its legsthrough converting magnetic energy into mechanical one under the action of piezomagnetism andmagnetomechanical coupling of its micro GMA, when time varied oscillating magnetic field withdifferent frequency applied outside pipe. Firstly its systematical structure and operation principle areintroduced, and energy converting process from outside magnetic one into mechanical one is analyzedthrough setting up the magnetic and mechanical dynamic model of GMA and establishing dynamicmodel of two stage amplifier of mobile carrier. Robot systematical experiments show the correctness ofthe theoretical analysis and its feasibility As a result, drive and control method without cable throughoutside magnetic field is realized.     

压电分流阻尼控制悬臂梁振动的实验研究

采用压电分流阻尼原理,对根部粘贴压电陶瓷片的柔性悬臂梁振动控制进行了实验研究。实验中设计了一个由电容、电阻和运算放大器组成的等效电感电路,解决了压电分流电路设计中的超大电感器问题。根据测试得到的带压电分流电路悬臂梁的闭路和开路自然频率,确定出了压电分流电路的最优参数,对悬臂梁的瞬态振动和单频简谐激励下的稳态振动控制实验表明了压电分流阻尼被动控制结构振动的有效性。     

基于连续小波变换和 MTL-SEResNet 的 断路器故障程度评估

考虑到万能式断路器触头系统机械故障是一个从轻微到重度的演变过程,准确识别其运行状态可以大大提高断路器的可靠性。提出一种单信号输入和多任务输出的MTL-SEResNet网络模型以兼顾故障诊断和程度评估。首先采用连续小波变换对触头系统振动信号进行时频分析,得到相应的二维时频图像;其次将SENet结构引入到改进的ResNet18中,利用多任务学习共享机制构建MTL-SEResNet网络模型;并通过调整故障分类和程度评估两个任务损失函数的权重比例,对模型进行优化;最后,通过模拟的触头系统的故障数据对所提方法进行实验验证。结果表明,模型的性能更佳,类型及程度准确率分别为99.78%和99.36%,可以有效地实现万能式断路器故障程度评估。     

机床进给系统摩擦特性分析及改善措施研究

在建立机床进给系统动力学模型的基础上,分析了不同的摩擦特性下引起系统振荡的主要原因,为了解决超精密进给中的振荡问题,提出二级进给策略提高系统的综合刚度和采用导轨软带改善摩擦因素与速度的关系。最后通过试验证实：应用所提出的改善措施,在5 000 N载荷下进给的控制精度达到10 nm。     

基于机电惯容的漂浮式海上风力机无源振动控制

机电惯容是一种新型惯容装置,可利用电路网络实现高阶机械阻抗,具有性能和空间上的优势。由于海上风力机的机舱空间有限,研究了位于浮式平台中的机电惯容系统对漂浮式海上风力机载荷的影响。根据直流电机的特性,电机轴的转矩输出与电机回路中的电流呈线性关系,因此针对所建立的机电惯容,重点研究了所有由单个电阻、电容、电感组成的电路网络对漂浮式风力机减振性能的影响。为了降低优化过程中的复杂度,首先建立了3自由度(Degree of freedom,DOF)漂浮式海上风力机模型,随后优化了含有电路网络模型的输入输出传递函数的H2范数,得到电路网络最优参数。最后,基于美国可再生能源实验室的5 MW基准风力机模型对优化结果进行了仿真分析。仿真结果表明,在不考虑装置工作行程的情况下,所建立的机电惯容调谐质量阻尼器(Mechatronic inerter tuned mass damper,MITMD)系统可以有效减少风力机系统的结构载荷。相较于减振装置位于机舱中的情况,建立在平台中的MITMD系统可以同时减轻塔基和塔顶转轴处的载荷。MITMD的控制效果以运动位移为代价,因此在实际应用中需要折中考虑减振效果和装置...     

采用EWT和OCSVM的高压断路器机械故障诊断

根据断路器故障诊断对可靠性要求较高的实际工程需求,提出了一种采用经验小波变换(EWT)和单类支持向量机(OCSVM)的高压断路器机械故障诊断新方法。首先,通过EWT准确分离断路器振动信号中具有不同物理意义的固有模态函数(IMF);之后,通过Hilbert谱分析,获得时-频矩阵并计算其时-频熵,构成用于分类的特征向量;然后,仅使用易于获取的正常状态振动信号训练经粒子群算法(PSO)常数参数寻优的OCSVM,并通过OCSVM来准确判断断路器是否发生机械故障,提高故障诊断可靠性;如OCSVM判断发生机械故障,则进一步通过支持向量机(SVM)判断具体故障类型。在SF6高压断路器上进行实验证明,新方法能够更加准确地区分故障与正常样本,满足高压断路器故障诊断的高可靠性要求。     

基于压电元件的悬臂梁半主动振动控制研究

为了探讨非线性同步开关阻尼技术(synchronized switch damping,简称SSD)的半主动振动控制系统中开关切换效率对控制效果的影响,详细推导了基于开关切换效率的SSDI(synchronized switch damping on inductor)及SSDV(synchronized switch damping on voltage)的振动阻尼表达式,并搭建了悬臂复合梁振动半主动试验平台,对理论分析结果进行了试验验证.试验结果表明,开关切换的延时越小,控制效果越佳.     

星载电路板引脚断裂问题的分析和解决

针对某星载设备信息箱中插槽式固定电路板在力学试验中出现引脚断裂这一问题,在对电路板上的元器件简化为等质量立方体的基础上,用Solidworks软件对信息箱机械结构建立了精确的几何模型,用MSC/Nastran软件进行了模态分析.在模态分析的基础上改进了电路板的结构设计,对改进前后的模型进行了模态、随机振动响应分析和试验.分析结果和试验结果都表明改进后的结构力学特性明显增强,问题得以较好解决.     

外场驱动无缆微型机器人的行走机理

提出了一种以管道外磁场来驱动控制微型管道机器人行走的方法，基于振动原理实现了微机器人的行走。其特点是采用无缆驱动方式，使机器人可靠性和实用性都得到提高。其原理是通过管外时变振荡磁场频率的改变，借助微机器人磁致伸缩合金微驱动器的磁机耦合作用，将时变振荡磁场能转换成机器人弹性腿的振动机械能；上下弹性腿的刚度系数不同，可将微驱动器的轴向振动转化为机器人的径向振动从而实现机器人的行走。介绍了系统组成及工作原理，对行走机理进行了基础性研究，建立了机器人运动方程。实验表明机器人系统切实可行，实现了微机器人的场外无缆驱动控制。     

Vibration control efficiency of piezoelectric shunt damping system

The piezoelectric shunt damping technique based on the direct piezoelectric effect has been known as a simple, low-lost, lightweight, and easy to implement method for passive damping control of structural vibration. In this technique, a piezoelectric material is used to transform mechanical energy to electrical energy. When applying the piezoelectric shunt damping technique to passively control structural vibration, the piezoelectric materials must be bonded on or embedded in host structure where large strain is induced during vibration, thus to ensure vibrational mechanical energy to be transformed into electrical energy as much as possible. In this paper, the concept of vibration control efficiency of a piezoelectric shunt damping system is proposed and studied theoretically and experimentally. In the study, PZT patches are used as energy converter, and the vibration control efficiency is expressed by the vibration reduction rate per area of the PZT patches. Emphasis is laid on the effect of the generalized electromechanical coupling coefficient K₃₁ on the vibration control efficiency. Four PZT patches with different sizes are bonded on the geometrical central area of four similar clamped aluminum plates, respectively, and vibration control experiments are conducted for these plates using the R-L shunt circuit. The results indicate that the bigger the coupling coefficient K₃₁, the larger the rate of vibration reduction, and hence, the higher the vibration control efficiency. It also shows that the vibration responses of the first mode of the plates bonded with different PZT patches can be reduced by about 30.5%，48.58%，85.47%, and 89.91%, respectively. It comes to a conclusion that the vibration control efficiency of the piezoelectric shunt damping system decreases with the increase of the area of the PZT patch, whereas the vibration reduction of the plate increases with the area of the PZT patch. Therefore, it is necessary to make topology optimization for the PZT patch in the vibration control utilizing the piezoelectric shunt damping technique.