科氏质量流量计中全数字驱动技术

针对全数字驱动技术流量管难以启振的问题,综述了模拟转数字启振、随机波启振、正弦波启振、扫频方波启振、正负阶跃交替启振等5种启振方法;针对驱动信号幅值、频率、相位难以调节的问题,提出了解决方法;针对全数字驱动技术的实现平台,综述了2种解决方案:基于DSP的单核全数字驱动和基于DSP+FPGA的双核全数字驱动。其中,基于DSP的单核全数字驱动成本低,易于推广;基于DSP+FPGA的双核全数字驱动精度更高。     

基于驱动特性图法的科氏流量计模拟驱动设计

传感器的稳幅振动是科氏质量流量计工作的前提。当被测液体流量中含有气体时,传感器的振动阻尼增大,需要的驱动能量增加。而已有模拟驱动无法及时提供所需能量,致使传感器停振。为此,绘制已有模拟驱动的驱动特性曲线,分析其存在的问题,进而推导新型模拟驱动的驱动特性曲线,设计出能同时工作于单相流和气液两相流下的新型模拟驱动电路。在持续气液两相流和单相流-气液两相流切换下,进行了已有模拟驱动和新型模拟驱动的对比实验。结果表明:新型模拟驱动的驱动稳定性和快速性均优于已有模拟驱动。     

基于电荷泵的压电致动器迟滞非线性改善研究北大核心CSCD

压电致动器在精密定位、微纳米测量等领域得到了广泛的应用,然而迟滞和非线性现象严重影响了其定位精度和性能。虽然电荷驱动的方法可以降低大部分迟滞,但仍存在较为明显的残余迟滞,尤其是电压工作范围较大时,压电致动器的迟滞呈现增大的趋势。基于残余迟滞的分析和计算,提出了一种用于电荷泵驱动的残余迟滞改进方法,研究了校正参数的推导方法,改善了经典电荷泵驱动的迟滞非线性。通过实验发现,在驱动电压范围为0~100 V、驱动频率为0.1~2 Hz时,相比经典电荷泵驱动的2.79%迟滞,改进后的电荷泵驱动方法可以将迟滞进一步降低至0.47%以下,比经典的电荷泵驱动方法降低了83%左右。所提方法在精密测量等领域具有较好的应用价值。     

科氏质量流量计的3种驱动方法研究

针对科氏质量流量计的驱动问题,比较和实现了模拟驱动、半数字驱动以及全数字驱动的驱动方法。基于高准CNG050型科氏质量流量传感器,研制基于DSP的二次仪表,进行实际驱动实验,分析各自驱动中存在的问题。实验结果表明,这3种驱动方案性能逐次提高。     

红外AOTF调谐关系及其衍射光波长特性研究

对红外AOTF的分光原理和两级衍射光波长特性进行了理论与实验分析.结果表明:AOTF的驱动频率与衍射光波数基本成线性关系;入射角小于57.6°时,两级衍射光波长不等,波长差随驱动频率的增加而减小.分析了影响AOTF分辨率的主要因素,提出了改进方法.     

预拉伸电活性绝缘弹性薄膜的机电驱动特性实验及分析

电活性聚合物是一类接近动物皮肤的驱动材料,在微小型机电系统、仿生机器人、柔性装置、功能结构等方面具有很大的应用潜力。绝缘弹性薄膜是其中的一类,驱动特性为大应变、低应力、快响应和高效率。文中从绝缘弹性薄膜HN1110的单向拉伸实验获取的实验数据,回归出材料特性参数;然后在平面双向预拉伸后进行高压驱动试验,获得基本的机电驱动特性数据;最后利用Mooney-Rivlin,Yeoh和Ogden三种模型研究其机电响应特性,依据试验结果对三种模型在变形范围、预拉伸量和模型特性等方面进行了分析和评价。     

改进差分滤波器在轴承故障诊断中的应用研究

针对形态差分滤波器(Difference Filter, DIF)在信号特征提取中可能存在频率混淆的问题,提出了改进的差分滤波器(Improved Difference Filter, IDIF)的信号处理方法。由差分滤波器的内部结构特点可知,传统的形态差分滤波器无法同时识别正负冲击特性,导致频率混淆难识别;通过对滤波器的结构进行改进,利用帽变换辨别信号的主导冲击方向,提高了滤波器识别正负冲击特征的能力。为了验证该方法的有效性,对此进行了仿真实验和实际滚动轴承的故障诊断实验。实验结果表明,改进的形态差分滤波器可以同时区分出故障特征的正负特性,较好的避免频率混淆。     

基于压电陶瓷驱动的精密定位平台研究

设计了一种基于压电陶瓷驱动的整体式柔顺精密定位平台. 建立了柔性铰链的刚度矩阵,给出了平台的理论分析模型;利用模糊自整定 PID 控制算法对压电陶瓷驱动器进行了闭环控制,提高了驱动器的输出位移精度;提出了一种实验修正方法,提高了平台的定位精度. 实验结果表明,平台具有亚微米级的定位精度以及良好的动态特性.     

变结构PID在微机械陀螺仪闭环驱动电路中的应用

为满足微机械陀螺仪(MMG)闭环驱动电路起振快速、无超调且稳态精度高等要求,提出了一种基于FPGA的数字化变结构PID控制器,并以其为核心构建了微机械陀螺仪的数字化闭环驱动电路.通过构造以控制误差为自变量的比例增益、积分增益和微分增益函数,使变结构PID的结构和参数能够根据瞬时误差的变化而变化,以提高闭环驱动电路的性能.针对某型微机械陀螺仪敏感结构参数,进行了SIMULINK仿真,仿真结果表明以变结构PID为核心的闭环驱动电路是可行的.起振实验结果表明,经典PID构成的闭环驱动电路,其检测电压的幅值超调量达到了75%,稳定时间为2 s;采用变结构PID控制器后闭环驱动检测电压的幅值无超调且稳定时间为0.7 s;1 h的稳定性实验表明,采用经典PID时检测电压幅值的长期稳定性为2.73×10-5V,采用变结构PID时其稳定性为2.68×10-5V,证明变结构PID可以兼顾系统在快速性、超调量和稳态精度等方面的要求.     

单相斜轨塔形直线超声电机设计与实验

对一种理论斜直线运动轨迹的单相驱动双向运动的直线超声电机进行了理论及实验研究.该电机由塔形定子和倾斜一定角度安装的导轨组成,定子的两个正交工作模态为y-z面内对称振动模态和x-z面内弯振模态,分别对应电机的正反运动方向,利用在工作模态下定子驱动足表面质点相对于导轨的理论斜直线运动来驱动导轨运动.分析了电机的工作原理,推导了电机运行的导轨倾角范围,研制了样机,并进行了模态实验和机械特性实验.实验表明:在导轨倾斜角为35°、激励电压500 Vp-p、预压力4.5 N下,当电机工作在y-z面内对称振动模态,电机正向运动,最大空载速度为79 mm/s,最大输出力为0.5 N;当电机工作在x-z面内弯振模态,电机反向运动,最大空载速度为756 mm/s,最大输出力0.8 N.     

科氏质量流量计模拟驱动方法研究

驱动系统是科里奥利质量流量计的重要组成部分之一。它为流量管提供驱动力,使流量管以其固有频率和稳定的振幅振动,并且能够跟随流量管固有频率的变化而变化。目前的驱动系统是基于模拟信号的工作方式。分析了这种驱动系统的工作原理,比较了各种波形的驱动信号,研究了几种驱动电路。     

输送带纵向振动对多驱动驱动力分配影响的研究

带式输送机运行过程中,输送带所受的动张力沿输送带运行方向以波的形式传播,并在传播的过程中产生纵向振动,输送带较大的纵向振动会影响多滚筒驱动力的分配。本文以Kelvin-Voigt黏弹性模型作为输送带力学模型进行分析,由输送带的本构方程建立长距离带式输送机输送带纵向振动驱动力分配方程,以天津港某条头部双滚筒驱动长距离带式输送机为例,仿真启动过程中驱动滚筒的驱动力变化曲线及输送带振动曲线,将仿真结果与试验结果相比对,得到对于头部双滚筒驱动的带式输送机系统,随着输送带弹性模量的增大输送带振动减轻,双滚筒驱动驱动力的分配更加接近理想的功率配比的结果。研究结论为输送带的合理选型提供可靠依据,并能使电机工作在设计工作点附近,避免因驱动力分配不均而烧毁驱动电机。     

科氏质量流量计数字驱动方法研究与实现

基于DDS和MDAC,研究科氏质量流量计数字驱动方法中的频率、相位、幅值跟踪。采用TMS320F28335芯片,研制科氏质量流量变送器,实现驱动方法。配以CMF025型号传感器进行了气 液两相流实验,实验结果表明,研制的变送器在两相流下能够维持流量管的振动并完成流量测量。     

大型带式输送机驱动装置的比较研究

在分析大型带式输送机结构特点的基础上,通过计算机仿真对启动过程进行了描述,提出了对带式输送机驱动装置的基本要求．对现有的带式输送机驱动装置进行了分类,即分为变频调速、液力耦合器传动、直流电动机调速、液体粘性离合器传动、液压马达驱动、交流电动机软起动和差动变频无级调速等7类,讨论了各种驱动方案的原理和优缺点．对带式输送机上应用的各种驱动装置从最大长度、输送量、驱动的使用数量、单元驱动功率等方面进行了统计分析,得出：为了提高输送机启动过程的稳定性,对于工况复杂的大型输送机系统必须采用闭环控制;随着电力电子器件的进步,变频调速方式的应用将会逐渐增多等．     

科氏质量流量计测量含气液体流量关键技术综述

含气液体流量测量是科氏质量流量计面临的测量难题,对科氏质量流量计的驱动技术、信号处理技术都提出更高的要求。从驱动、信号处理、误差修正这3大核心技术出发对科氏质量流量计测量含气液体流量进行综述,分析含气液体流量下,驱动、信号处理以及误差修正技术的难点,并针对难点总结出含气液体流量下最佳的驱动技术、信号处理技术和误差修正技术。分析含气液体流量科氏质量流量计原始测量误差大的原因以及采用修正方法修正后的测量精度依旧无法达到单相流测量精度0.1级的原因,为提高科氏质量流量计测量含气液体流量的准确度提供参考。     

基于锁相技术的微机械陀螺闭环驱动电路

传统的闭环驱动电路其输出信号的频率与微机械陀螺驱动方向的固有频率存在一定偏差,且频率抖动较大,系统的建立时间较长．基于上述不足,在分析微机械陀螺闭环驱动方式工作原理的基础上,提出一种基于锁相技术的闭环驱动电路方案,电路进入稳定工作状态时,交流驱动电压与驱动方向敏感电流的相位及频率一致．微机械陀螺在驱动方向谐振,显著改善了输出信号的频率特性．仿真结果表明,这种闭环驱动电路输出信号频率与微机械陀螺驱动模态固有频率完全一致,频率抖动及系统建立时间分别是传统闭环驱动电路的38％和50％．通过实验验证了该方法的可行性