压电叠堆位移放大致动器的动态特性

为了准确掌握压电叠堆位移放大致动器的动态特性,本文利用谐响应分析、阻抗测试法和动态投影栅线法对其进行分析研究。首先,使用ANSYS分析软件对放大机构的模态和位移随频率变化情况进行有限元分析。然后,运用压电陶瓷的阻抗测试法,对这一压电致动器的阻抗特性进行测量分析。最后通过动态投影栅线法对压电致动器的通放电位移状况进行测量分析。实验结果表明：位移放大机构的谐响应频率为1724Hz,能提供较大的输出力矩;压电致动器的谐振频率为8.3KHz左右,反谐振频率为8.75KHz左右,它的工作最快响应时间在0.3ms以内;它能在0.5ms内完成位移的突变,位移波动小于5um,且位移量随电压值呈线性变化;放电时的动态位移过程平稳。因此,这一压电致动器具有响应速度快,位移波动小、线性度好、精度高,输出力矩大等较好的动态响应特性,能被广泛应用于各种需要响应快、精度高、位移大的微位移控制驱动系统中,其应用前景值得期待。     

基于分类矢量量化器的超声检测数据压缩方法

研究了基于分类矢量量化技术的超声数据压缩算法,提出了基于峰值数的超声数据分类方法以及基于峰值距离失真测度的码字搜索算法。本文提出的算法充分利用了超声信号的特征,能够很好地保存超声信号的峰值信息。实验表明,相对于普通矢量量化器,本文提出的分类矢量量化器能够在保持相同压缩比的情况下提高重构信号的信噪比。将此矢量量化器与霍夫曼编码相结合,其压缩比可达1：50,高于基于小波变换的压缩算法。     

高电压大电流真空灭弧室触头的磁场仿真分析与试验研究

应用ANSYS软件对2/3匝线圈触头和马蹄铁型双极纵磁触头进行有限元仿真分析,并在F-30多维磁场测量平台上对这两种结构的触头进行磁场测量。仿真计算结果为:2/3匝线圈式触头的磁场强度为3.7~5.6 mT,磁场滞后时间为1.28~1.4 ms,马蹄型触头的磁场强度为0.7~11 mT,磁场滞后时间为0.49~0.73 ms。磁场测量平台检测结果为:2/3匝线圈式触头的磁场强度为2.7~4.7 mT,磁场滞后时间为1.15~1.35 ms,马蹄型触头的磁场强度为3.1~9.7 mT,磁场滞后时间为0.48~0.69 ms。由此可见,马蹄铁型触头与线圈式触头相比,具有磁场强度高、通流能力强、磁场滞后时间短的优点。另外,试验结果与仿真结果相差不大,对于真空灭弧室触头结构的设计及优化具有重要的指导意义。     

回热循环燃气轮机中回热器的动态特性研究

采用多段集中参数模型对具有分布参数特性的回热器建模，简化了由偏微分方程带来的大量计算，应用Matlab／Simlink软件作为仿真平台，采取数值方法求解，对具体回热燃气轮机中的回热器进行了仿真，结果表明，回热器时间常数较大，在回热循环燃气轮机仿真中回热器的热惯性不能忽略，而且是影响系统平衡稳定性的重要因素．     

基于磁场定向矢量控制的永磁同步电机的研究

随着城市现代化的飞速发展,道路交通拥挤现象愈演愈烈,发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统是解决城市的交通问题的根本出路,而轨道交通系统中,车辆电力牵引驱动系统是关键技术,其驱动对象是永磁同步电机（PMSM）,由于永磁同步电机内部结构的复杂性,传统控制方式不能满足其控制要求,需要更好的控制算法。本文通过对PMSM的数学模型分析,提出了运用磁场定向矢量控制方法,并通过PSIM9.0软件对控制系统进行了仿真,仿真结果表明该控制方法的可行性。     

球形壳体障板声散射近场矢量特性

为了实现矢量水听器在水面或水下载体上的工程应用,研究了球形壳体障板声散射近场矢量特性。采用弹性薄壳理论结合边界条件导出了球形壳体障板声散射的声压和质点振速表达式,给出相应的声强表达式。数值计算了球形壳体障板声散射的近场特性,重点关注其近场矢量特性。理论分析和数值计算结果表明,由于球形壳体障板的散射作用,声压场和质点振速场表现为复杂的干涉结构;质点振速方向和声源方位不一致;声压和质点振速不再同相;声强方向也不再反映声源方位。本文结果为矢量水听器在球形载体和球形障板条件下的工程应用提供理论依据。     

基于矢量水听器阵的恒定束宽波束形成器的原理与设计

摘要：在对水下目标进行探测识别的应用中，一般要求声纳系统具备在较宽频带内形成恒定束宽波束的能力：过去对声纳恒定束宽波束形成器的研究一直针对声压水听器阵，近来随着对矢量水听器认识的深入，开展基于矢量水听器阵的恒定束宽波束形成器研究越发变得必要。本文正是体现了作者在这一方面的阶段性研究成果。文中首先介绍了单个矢量水听器的指向特性，接着提出了矢量水听器阵宽带恒定束宽波束形成器的实现原理和设汁方法，并以均匀等间距线阵为例，给出了获得实现恒定束宽算法所需频域加权矩阵的步骤，之后又进一步给出了恒定束宽算法的频域实现流程，并通过计算机仿真验证了其有效性：     

新型体全息窄带滤光器的光学特性研究

用紫外/可见分光光度计测定由DCG记录的透射式体全息窄带带阻滤光器的光谱特性,分析其滤波特性。测量结果分析表明,滤光器有较窄的带宽,其半宽度小于13nm,1/10宽度小于19nm。在400-800nm可见光区域,对其主谱线的相对透过率小于2%,其它谱线的相对透过率大于85%。对半导体泵浦激光器主谱线532.0nm有优良的滤光特性。     

大视场星敏感器矢量观测在轨检校模型

针对大视场星敏感器的在轨标定问题,提出了一种基于矢量观测的检校新模型。将3个罗德里格参数代替欧拉角,作为外方位参数与畸变参数、内方位参数一起求解,简化了运算。采用仿真星图分析了模型的性能,结果表明,该模型较采用欧拉角的传统标定模型精度更高,在星点位置噪声方差为0.05 pixels的情况下,仍能准确解算出星敏感器参数,其星内角距的统计偏差为0.483″,x、y方向的残差绝对均值分别为0.019 pixels、0.016 pixels,且算法的参数设置简单,无需计算初值。将检校模型应用于ZY-3号卫星星敏感器的检校,结果表明模型可以有效提高检校的精度。建议在实际应用中采用精度更高的星点中心计算算法。     

超声珩齿圆锥形变幅器动力学特性研究

为了研究非谐振单元超声珩齿变幅器动力学特性,根据变幅杆及中厚圆环板的力耦合条件,基于Mindlin理论推导了圆锥形变幅杆和中厚圆环板组成的变幅器的频率方程和位移振幅方程。利用MATLAB软件求出了变幅器设计参数和位移振幅的数值解,用有限元法对该变幅器进行动力学分析,发现谐振频率和位移振幅与数值解非常接近。在此基础上,对变幅器进行了动力学实验, 测得的动力学参数与理论设计结果一致。     

锌黄铜-高速钢互配副的磁场干摩擦特性研究

为研究直流磁场对抗磁性和铁磁性材料干滑动摩擦学特性的影响,选取锌黄铜和高速钢为实验对象,采用互配副方式利用改进的MPV-1500型摩擦试验机研究了在载荷150 N和滑动速度0.4 m／s工况时锌黄铜和高速钢材料的磁场干摩擦学特性．结果表明:随着磁场的施加和增大,高速钢销和环的磨损率均有减小趋势,而锌黄铜销的磨损率有增大趋势,其环的磨损率却相反,互配副的摩擦系数均有降低趋势;磁场的施加和增大,有利于降低铁磁性材料的磨损,不利于降低抗磁性材料的磨损,含铁磁性材料的摩擦副的摩擦系数均有降低趋势;在抗磁性锌黄铜背面添置铁磁性材料,可克服磁场对锌黄铜干摩擦学特性的不利影响;装卡装置的磁性影响试验研究结果．     

压膜阻尼对原子力显微镜振动特性的影响研究

原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)在轻敲模式下工作时,随着探针针尖与样品距离的逐渐减小,空气压膜阻尼的作用随之增大。为研究压膜阻尼对原子力显微镜振动系统的影响,分别使用无针尖探针和微球针尖探针进行扫频实验,并基于振动理论将该过程简化,得到了两种不同的振动模型的系统刚度。在考虑压膜阻尼作用影响后,将微球针尖振动系统模型进一步简化为一维振子模型,并对压膜阻尼的影响进行讨论。实验表明空气压膜阻尼模型对于探针样品在微尺度下的作用过程是准确合理的。该结果对原子力显微镜轻敲模式研究具有重要意义。     

电磁轴承振动传递特性研究

通过有限元方法建立转子的仿真模型,结合电磁轴承动态模型获得整个电磁轴承支承转子闭环系统状态方程。基于该状态空间模型,计算转子受外扰力作用时轴承处力传递率频域响应、在外冲击力作用下位移响应及动态力响应,以此考察电磁轴承的振动传递特性,并与滚珠轴承进行对比。计算结果表明,电磁轴承的刚度阻尼等支承特性与滚珠轴承显著不同,其力的传递率频域响应较平缓,无滚珠轴承支承时某些频率附近的突出峰值。在冲击力作用下电磁轴承支承时,转子位移及动态轴承力振动均能较快恢复稳定状态,振动传递明显减小。     

Nonlinear magnetic field solutions based on a vector magnetic potential

The earlier successful techniques for numerical solution of magnetic field problems required defining a field quantity and magnetic permeability over the problem grid model. Later improved but limited techniques were introduced whereby it was necessary to define only a field quantity, usually a potentia function, over the grid because the magnetic material characteristics were incorporated directly into the equations. The work presented in this paper represents a culmination of these latter efforts in that technique is presented whereby the general three-dimensional magnetic field boundary value problem with current regions can be solved numerically.     

焊接残余应力磁记忆信号特征的研究

针对焊接残余应力与金属磁记忆信号存在一定联系的现象,设计了Q345R焊接试件.以X射线法检测应力值为参考,研究焊接试件横向和纵向残余应力与试件焊接残余磁信号的对应关系.结果表明,焊接试件残余压应力和试件纵向残余拉应力与试件的磁信号梯度值,在数值和变化趋势上均无明显相关性;磁信号梯度值能用于较大横向拉应力的定位,且梯度最大值点与横向残余应力的最大值点存在一定的对应关系.     

基于光纤矢量水听器的浅海噪声矢量场特性研究

基于简正波理论分析了浅海噪声矢量场声压和质点振速的强度特性,仿真了浅海声压和质点振速的噪声强度在深度和频率上的变化特性,噪声矢量场强度特性仿真结果与实验测量结果一致。针对声场测量的有效性,给出了加速度通道自噪声谱级和灵敏度必须满足的关系式,并提出了降低自噪声对接收系统影响的两种措施。最后分析并对比了系统自噪声谱级和海洋环境噪声谱级,结果表明,声压通道的自噪声比环境噪声谱级低20 d B左右,Y通道和Z通道的自噪声比环境噪声低3.5 d B以上,X通道的自噪声谱级在200 Hz附近与环境噪声谱级最为接近,约比环境噪声低1.5 d B。     

强振动下比例电磁铁输出力特性研究

为研究强振动对比例电磁铁输出力特性的影响,应用电磁场理论和强迫振动理论建立了强振动环境下比例电磁铁的动态数学模型和仿真模型,仿真分析了不同振动参数下比例电磁铁的气隙磁阻、动生感应电动势及输出力的变化规律,讨论了强振动对电磁铁输出力的影响原理。同时分析了衔铁质量、阻尼系数、弹簧刚度对比例电磁铁输出力波动的影响规律。结果表明:强振动幅值和频率与电磁铁的动生感应电动势的波动幅值正相关;比例电磁铁的气隙磁阻和输出力的波动幅值与强振动幅值呈线性正相关;随阻尼系数的增加,比例电磁铁输出力的波动幅值近似线性减小;弹簧刚度小于20 000N/m时比例电磁铁的输出力波动幅值随刚度增加而快速减小。研究结果为提高振动环境下比例元件的工作性能提供了理论参考。     

Quantitative measurement of the magnetic moment of individual magnetic nanoparticles by magnetic force microscopy

The quantitative measurement of the magnetization of individual magnetic nanoparticles (MNPs) using magnetic force microscopy (MFM) is described. Quantitative measurement is realized by calibration of the MFM signal using an MNP reference sample with traceably determined magnetization. A resolution of the magnetic moment of the order of 10(-18) A m(2) under ambient conditions is demonstrated, which is presently limited by the tip's magnetic moment and the noise level of the instrument. The calibration scheme can be applied to practically any magnetic force microscope and tip, thus allowing a wide range of future applications, for example in nanomagnetism and biotechnology.