采用压电开关分流电路技术的半主动振动控制

利用压电材料的正压电效应,设计出一种新型的状态开关型压电分流电路.由压电换能器将结构振动变形的应变能转化为电介能,当压电换能器极化表面的电荷积聚达到最大值时,闭合分流电路中的状态开关,分流电路短路,压电换能器上下表面的正负电荷中和抵消,以焦耳热的形式耗散掉电介能,达到抑制结构振动的目的.将这种振动控制技术应用于柔性悬臂梁的振动抑制,研究状态开关闭合持续时间对抑振效果的影响.实验结果表明,开关的闭合持续时间约为结构振动周期的1/10时,抑振效果最佳,悬臂梁第一阶稳态响应幅值降低量约为55%.     

通过压电分流阻尼技术抑制结构振动的实验研究

以一四边固定矩形板为例,通过实验方法对三种不同的压电分流阻尼技术（RL串联压电分流电路、RL并联压电分流电路以及RL-C并联压电分流电路）的振动控制效果进行分析和比较。实验结果表明,当压电分流电路的参数调节到最优值时,能够有效降低结构振动;RL串联压电分流电路和RL并联压电分流电路的控制效果基本相等;RL—C并联压电分流电路能够降低分流电路中的最优电感值,但是控制效果也随之变差。实验结果还表明压电分流电路对电感值相当敏感,如果电感值偏离最优值,有可能会使得控制效果大幅下降。     

新型同步机械开关提升压电能量收集效率及其在非线性系统下的特性分析

针对压电能量收集(PEH)技术中的自供电电感同步开关能量收集电路(SP-SSHI)有相当大的能量损失问题,对电感同步开关能量收集电路(SSHI)、采用电子开关的SP-SSHI(ESP-SSHI)电路以及位移极值检测传感器等方面进行了研究,并通过对已有的同步机械开关的SP-SSHI(MSP-SSHI)进行了总结归纳,提出了一款新型的同步机械开关。将该同步机械开关运用到自供电电感同步开关能量收集电路中,且对该机电MSP-SSHI系统进行了建模分析和实验对比。研究结果表明:MSP-SSHI工作在线性条件下时,比传统能量收集电路有较高的能量收集效率;工作在双稳态惯性振荡非线性系统下时,有更宽的能量收集频率范围。     

基于压电分流型智能超材料的新能源汽车NVH控制研究

针对新能源汽车振动与噪声问题,采用在板材上周期贴敷压电片并连接分流电路的方法构建了智能超材料板。仿真结果表明,电阻分流电路可以有效抑制模态振动峰值;电感分流电路和电阻-电感分流电路都可以形成局域共振带隙,带隙内相应频率振动可以得到有效抑制,且带隙位置可方便的通过调节电感值实现。构建的智能超材料板具有附加质量低及智能化调节优点,可有效减轻新能源汽车车身振动。     

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。     

基于振动能量发电的自适应机械同步开关

为了解决无线传感器的供电困难以及常用标准电路和同步开关电路有限的能量提取效率,提出了一种优化的自适应机械同步开关,并将其运用于并联同步开关电感电路.根据自适应机械同步开关的工作原理建立了仿真模型,采用噪声激励对自适应机械同步开关进行了研究与分析,通过振动实验台对结构进行实验测试.结果表明,优化的自适应机械同步开关电路能...     

开关稳压电源起振时间的测定

<正> 开关稳压电源中,起开关作用的调整管在电路正常工作时,是周期性地导通和截止的,这就是所谓振荡。从输入端的市电接通起到电路刚进入振荡状态止的这一段时间称为起振时间。起振时间的长短对于作为电路核心元件的调整管的安全很重要,但在起振时间内调整管是最不安全的(见本刊87年第三期     

半主动控制浮筏隔振系统的开关算法与仿真研究

为解决船舶动力系统的隔振等问题,将浮筏隔振技术应用到船舶动力系统的隔振中。针对半主动控制浮筏隔振的三自由度系统,通过研究半主动控制浮筏隔振系统的开关控制算法,给出了两种开关控制算法。在建立了两种半主动开关控制浮筏隔振系统的仿真模型的基础上,实现了半主动控制浮筏隔振系统基础加速度响应的仿真分析。研究了半主动控制浮筏隔振系统在这两种开关控制算法控制下,不同的激振频率对基础加速度的影响。最后,讨论了两种算法对提高浮筏隔振系统隔振效果的有效性。研究结果表明,两种开关控制算法下的半主动控制浮筏隔振系统在不同的激振频率时,基础加速度幅值有一定的衰减。     

新型半桥高频软开关PWM DC-DC气保逆变焊机

在传统半桥气保逆变焊机中,功率开关多处于硬开关状态或部分软开关状态。当其开关频率过高时损耗很大,降低了工作效率。本文提出了一种新型半桥高频软开关PWMDC-DC拓扑,该拓扑具有电路结构简单、逆变开关频率高、所有开关器件均能实现ZVZCS通断、控制方便等优点。在分析新型半桥软开关气保逆变拓扑工作原理的基础上,研究了一种适用于低电压、大电流场合的全数字化控制的新型半桥高频软开关气保逆变焊机。新型半桥软开关气保逆变焊机电路的实验与仿真结果验证了数字化控制的新型半桥软开关系统的优良性能。     

双机振动系统振动方向角动态调节仿真及实验

振动方向角是影响振动机械筛分效率和输送速度等性能的关键参数,为了实现振动方向角的动态调节,针对双轴椭圆振动系统研究了两激振电机供电频率对振动方向角的影响。首先,采用拉格朗日方法建立系统动力学模型,经过理论推导得到两激振电机在不同供电频率下能够实现稳定同步状态,但相比于同供电频率而言,椭圆轨迹的振动方向角发生改变;其次,利用数值方法建立振动系统仿真模型,计算得到系统椭圆轨迹并分析得出振动方向角随供电频率的变化规律;最后,通过搭建双轴椭圆实验样机进行实验验证。研究结果表明:在系统保持同步运转下改变两激振电机的供电频率,振动系统稳定同步状态发生改变且振动方向角能够实现大幅度(0～90°)调节。     

声控无阀压电喷流泵

提出了一种声控无阀压电喷流泵,利用声控电路控制压电泵开启、关闭并控制其喷流状态,实现了无需信号发生器而直接驱动压电泵工作.阐述了声控电路没计结构和工作机理,设计并加工了声控振荡电路和声控开关电路板,并与无阀压电喷流泵匹配进行了系统调试.实验结果表明:压电泵喷流状态随外界声音频率、振幅变化而变化,声音频率越高、振幅越大,压电泵喷流高度增高,出水量增大;当声音频率与压电泵基频产生共振时,压电泵达到最佳喷流效果.     

风洞模型主动抑振器的设计与实验

研究了风洞模型主动振动的抑制原理,并结合叠堆式压电陶瓷作动器的压电效应设计了一套并联式主动抑振器。首先,针对模型支杆系统及其动力学特征,分析了支杆抑振原理,提出了一种基于叠堆式压电陶瓷作动器的风洞模型抑振器。然后,构建了抑振器实时控制系统,针对其驱动位移滞后的特点,研究了基于PD调节器的控制方法。最后,搭建了地面实验平台,利用锤击法和激振法对抑振器进行了地面实验。实验结果表明:抑振器具有提高支杆系统阻尼的能力,对风洞模型在俯仰和偏航两个方向上的抑振效果明显,特别是俯仰方向上,抑制器工作后系统阻尼比可由0.009提高到0.092,抑振后剩余振幅比例约为25%。试验结果验证了该风洞模型主动抑振器的可行性与有效性。     

集成化的同步整流半桥LLC软开关变换器

为提高电源的功率密度,减小电磁干扰和传导损耗,提出一种集成化的同步整流半桥LLC软开关变换器,该变换器原边谐振槽由谐振电容、谐振电感和励磁电感组成,实现功率开关管零电压开通(ZVS),副边采用集成控制芯片的同步整流技术(SR),实现自然换流,使得同步整流管在电流连续和断续模式下实现零电流关断(ZCS),减小整流电路的传导损耗和输出电流纹波,简化了电路结构,提高电源效率。文中分析了其工作原理,最后制作了一台240W实验样机,并给出实验结果。     

一种谐振复位型正激电路的新型同步整流自驱动方案

为了改善谐振复位型正激电路副边续流同步整流管的开关工作状态,采用了一种新型的正激电路同步整流的的自驱动方案,该方案通过一个辅助电感的线路,使得续流管的驱动电压能快速建立,从而减少了同步整流管的开关损耗,通过一个40 W的模块电源上的整机试验,表明了该方案能有效地提高谐振复位型正激电路的效率.     

低电平高精度同步相敏检波开关

本文研讨用于自动控制系统及其自动装置中低电平频率较高的正弦载波高精度同步相敏检波开关和信息的最佳传递问题。首先提出精密模拟开关的基本要求,进而导出精密对称双平衡情况下(相同电路结构,幅值相等、间隔相等的双通道参考方波,相同性能理想的双通道开关,正负相等增益的差分输入滤波器)。同步相敏检波开关——差分输入滤波器的传递函数;从系统的敏感度与精确度的观点出发,用对数敏感度理论导出开关系统主通道一次变分的敏感度函数,并对信息传递精确度作了简要分析,提出精密对称双平衡高精度同步相敏检波开关系统信息最佳传递条件。文中最后给出两种典型低电平高精度同步相敏检波开关电路作了说明。     

一种开关型高压直流电源的设计

提出一种脉宽调压式功率管－ＬＣ高压直流电源的电路设计。由脉宽调制［ＰＷＭ］电路输出方波脉冲驱动开关功率管－ＬＣ电路,使其产生高频功率振荡;通过调谐脉冲宽度控制输出高压;设计同步脉冲反馈电路,迫使驱动电路的脉冲频率与ＬＣ谐振同步,从而提高输出效率和脉宽调谐能力,实现大功率输出。     

非线性压电振动能量采集器与非线性接口转换 电路的耦合动力学特性研究

压电振动能量采集器是实现低功耗电子产品无线自供电的核心部件,其与非线性接口转换电路的耦合机理是提升无线 自供电系统输出性能的关键理论。 以非线性三稳态压电振动能量采集器及其 4 种非线性接口转换电路为对象,建立动力学模 型,利用谐波平衡方法求解不同接口电路下系统耦合动态响应的稳态解;仿真分析了系统参数对接口电路输出特性的影响。 研 究结果表明,当机电耦合系数较小时,串联同步电感开并接口电路(S-SSHI)适合于频率小于 7 Hz、负载电阻小于 7. 4×10 6 Ω 的 场合,而并联同步电感开关接口电路( P-SSHI) 则相反;当机电耦合系数较大时,直流电( DC) 电路具有优势,功率达到 4. 5×10 -3 mW;交流电(AC)电路和 DC 电路具有较宽的机电耦合系数范围,而 P-SSHI 电路和 S-SSHI 电路却较窄但输出功率高, 最大输出功率可达到 19. 0×10 -3 和 14. 3×10 -3 mW。 实验验证了仿真结果的正确性。     

机械式惯性开关设计

针对引信中的普通开关无法可靠闭合自锁接通电路,设计了一种机械式惯性加速度开关,利用炮弹发射时的过载使其闭合并且自锁,使电路有效、可靠的接通。实验和仿真结果表明,该开关可以实现可靠闭合自锁,为在实际中的应用提供理论依据。     

胶囊内窥镜中晶振电路的设计与实验研究

针对无线胶囊内窥镜低功耗设计的要求,研究降低胶囊系统中晶振电路能耗的方法。分别采用有源晶振和无源晶振的设计方案进行实验,对比结果证明了两种方案在成像方面的可行性及无源晶振系统在低能耗方面的优越性。实验结果表明,正常工作时无源晶振相比有源晶振系统能耗减少18.4%,胶囊工作时间延长至90min以上。最后制作无源系统的印刷电路板(PCB)并进行组装,实验表明,该设计方案可以有效降低系统能耗,是合理和可行的。     

声控微型无阀压电喷流泵

摘要：提出了一种声控微型无阀压电喷流泵,利用声控电路控制无阀压电泵开启、关闭和喷流状态,实现了无需信号发生器直接驱动压电泵工作。阐述了声控电路设计结构和工作机理,设计并加工了声控振荡电路和声控开关电路板,并与无阀压电喷流泵匹配进行了系统调试,实验结果表明：压电泵喷流状态随外界声音频率、振幅变化而变化,声音频率越高、振幅越大,压电泵喷流高度增高,出水量增大;当声音频率与压电泵基频产生共振时,压电泵达到最佳喷流效果。