某自行高炮浮动参数监测系统的设计与实现

为了能够实时掌握自行高炮自动机性能,提高装备的可靠性,利用无线传感器网络技术,设计并建立了自行高炮浮动参数监测系统。该监测系统利用磁致伸缩位移传感器,实现了后坐位移的精确测量;设计了一种具有高速采集和片上处理功能的无线传感器网络节点,实现了数据的采集、储存与无线传输;开发了上位机软件,能够根据回传数据,完成后坐曲线的显示和浮动参数的自动提取。实弹测试试验表明,该监测系统能够基本满足自行高炮浮动参数在线监测的要求。     

射流伺服阀用超磁致伸缩执行器磁场建模与分析

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构,采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理,给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式,并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律,最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.     

微位移机构误差补偿技术研究

采用压电陶瓷微位移驱动器控制刀具进行实时误差补偿的方法提高轴类零件加工精度。借助物理学分析并结合数学建模的方法,建立压电陶瓷微进给系统的迟滞数学模型。通过实验,针对压电陶瓷驱动器的非线性特征,给出了对其控制电压进行校正的方法。减小压电陶瓷的迟滞非线性误差,提高压电陶瓷微位移驱动器的控制精度,有助于实现压电陶瓷驱动器的高精度开环微位移控制。     

微隔振平台的压电致动器设计

为实现微隔振平台的自适应控制,选择具有驱动和传感功能的压电陶瓷材料,在对单片压电陶瓷进行分析的基础上建立压电堆动态模型,设计了一种驱动器。该致动器不仅具有驱动与传感功能,而且具有简单、易加工等特点。通过试验研究,对压电致动器的预压进行标定,并选择合适的预压弹簧,完成对致动器的成品化。结果表明:该压电致动器的位移量大、重复性好,适用于微隔振平台的控制。     

压电陶瓷微致动器的制作及驱动行为研究

制作一种新型压电陶瓷微致动器,用于高密度硬盘驱动器磁头的精确定位。该致动器采用高矗31特性的压电陶瓷材料,采用烧结成型工艺,并使用溅射和反应离子刻蚀工艺制作而成,然后进行了退极化性能等分析。此外,建立了一种有限元简化模型并分析其驱动能力。结果显示,当采用双层结构的压电微致动器时,在外加电压±30 V作用下,悬臂自由端位移和谐振频率分别达到0.93 μm和20.425 kHz,表明该致动器满足硬盘驱动器对微致动器位移他压灵敏度、谐振频率等要求。     

叠堆型压电陶瓷驱动器的耦合模态分析

为了研究压电陶瓷驱动器的驱动性能,分析了以PZT-5H为驱动元件的叠堆型驱动器,采用简化的等效器件建立了电学模型。基于压电陶瓷材料的机电耦合特性运用ANSYS有限元分析软件对叠堆型驱动器进行了计算分析,得出输入电压与输出位移呈近似线性关系,通过控制压电陶瓷两端电压来控制其位移。仿真结果验证了此方案的有效性和可行性。该驱动器在自适应弹药上具有潜在的应用价值,可为弹头的偏转驱动装置设计提供参考。     

预压力对压电致动器位移和迟滞影响的分析

为适应微动隔振平台自适应控制的要求,提高系统响应速度和输出位移量,为隔振平台系统的执行元件—压电致动器设计预压装置,建立压电致动器模型,推出预压力与位移和迟滞的理论表达式。根据压电致动器受压状态试验,发现压电致动器的输出位移和迟滞量在受压下的变化与理论曲线基本吻合,在此基础上,进一步分析预压力对位移和迟滞量的影响机理。结果表明,位移量和迟滞的变化的根本原因是逆压电效应和压电系数随预压力的变化。     

压电舵机微位移放大机构设计

针对一种新型压电舵机的微位移放大机构,提出一种基于刚度分析的设计方法。阐述了压电舵机的组成及工作原理,并推导出压电舵机数学模型,分析微位移放大机构结构参数对压电舵机系统性能的影响,进而确定了柔性铰链的设计原则。对5种单轴柔性铰链的刚度特性进行分析,得到了柔性铰链刚度比的变化曲线,并采用有限元分析的方法对微位移放大机构进行了参数优化设计。仿真分析结果表明,该种方法对于压电舵机微位移放大机构的设计十分有效。     

机器人压电陶瓷微操作手的设计

机器人微操作手设计采用压电伸缩陶瓷微位移器.操作手手指由两面各粘1片压电陶瓷的金属片构成压电陶瓷梁.两片压电陶瓷的逆压电效应相反,外加电压时,一片收缩另一片伸长,自由端发生弯曲变形.改变加电压方向控制悬臂梁夹持物体,电压为零时释放物体.微操作手的移动、夹持和释放等操作由摄像头反馈给计算机控制处理.     

基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动实验研究

固体的铁磁性材料在磁场作用下有磁致伸缩效应。基于梯度磁场可改变有强磁化特性磁性液体的内压强,从而可改变磁性液体体积的设想,设计制造了一个梯度磁场作用于磁性液体的微位移驱动器,并利用光杠杆放大原理测量它的微位移量。结果表明:基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动器输入电流和输出微位移有较好的线性关系,为微位移驱动器研制提供了一条新的途径。     

基于磁致伸缩位移传感器的高炮浮动参数测试系统

针对高炮射击时自动机运动速度快、冲击加速度大和测试环境恶劣等情况,结合浮动参数的测试要求,采用磁致伸缩位移传感器,设计了一种采样精度高、功能多且操作简便的测试系统。系统由硬件和软件组成,硬件采用单片机多CPU控制技术和宏控带锁非易失性数据存储技术,实现了多路位移数据的自动同步采集和自动检测起始零位。软件根据采集的位移数据,利用单调曲线的纵向关联性实现了浮动参数的计算,并根据需要进行参数和曲线的显示、保存或打印。实弹测试试验表明,系统能够满足高炮浮动参数的测试要求。     

一种用于光束定向器的压电陶瓷驱动电源设计方法

针对光束定向器的高精度定位需求,以提高压电陶瓷双晶片的驱动特性为目的,设计一种直流放大式的压电陶瓷驱动电源,通过D/A转换模块把计算机发出的数字指令信号转换为模拟电压信号,通过高压线性放大模块把模拟电压信号进行高压放大驱动压电陶瓷。结果表明：该驱动电源具有输出精度高、响应速度快、驱动能力强、稳定性能好、结构简单、集成度高、调试方便等特点,能有效地应用于光束定向器驱动系统中。     

超磁致伸缩材料的特性及其应用

超磁致伸缩材料因具有优异的性能,给电工行业带来了新的活力,在军民两用高技术领域有着广泛的应用前景。着重介绍超磁致伸缩材料的性能及其在各领域中的应用。     

基于隧道磁电阻传感器的磁探测技术

针对传统的磁引信系统大多基于金属涡流效应、电磁感应及霍尔效应,在进行目标探测时存在高温环境下效果差,探测灵敏度低以及对目标磁场要求较强等缺点,提出了高灵敏度隧道磁电阻(TMR)传感器移植于制导与引信系统的技术途径,并由此设计了一种基于TMR传感器的微磁物理场探测器。该探测器以TMR传感器为敏感元件并包含了相应的信号处理电路,电路包括差分输入、射频干扰及混叠干扰滤波、敏感信号放大、高阶低通滤波以及电源模块。仿真实验分析表明,该探测器至少能够实现8m以上对坦克、装甲车等铁磁目标的预警,完全能够达到磁引信的需求并较传统磁引信显著提高了探测距离。     

超磁致伸缩驱动器输出特性的实验研究

介绍了超磁致伸缩驱动器的特点和应用情况,论述了驱动器结构和内部磁路设计方法,对采用国产材料研制的驱动器位移及力的输出特性进行了测试,并对该驱动器在低频范围输出力的频率响应进行了实验。实验结果表明,该驱动器具有理想的动静态输出精度和输出范围,可以用于精密设备的低频主动隔振平台中。     

精密设备系统主动隔振的基础理论与技术

本文分析了精密设备隔振平台的激励环境,从理论分析角度将被动隔振和主动隔振的隔振传递率进行了对比,得出在超低频阶段主动隔振传递率远远低于被动隔振中的隔振传递率的结论.从应用技术角度阐述了精密隔振中广泛应用的超磁致伸缩驱动器的性能,并通过实验测得了其静态位移输出特性.此外,介绍了主动隔振系统常用的控制方法,给出了模糊PID方法的振动控制效果.     

基于压电陶瓷的激光谐振腔长控制技术

为了获得频率稳定的激光源,介绍一种利用压电陶瓷微位移控制激光谐振腔长的方法。通过D/A卡输出非等间隔控制电压序列给压电陶瓷驱动电源,使压电陶瓷产生微小形变从而控制激光谐振腔长均匀变化,使出射激光频率均匀稳定。实验结果表明:该系统可以精确有效地对激光谐振腔长进行微调节控制,定位精度可以达到nm级别。     

底火输出能量测试仪的设计

底火性能是否合格是判定贮存弹药质量是否合格的重要判据之一,将密闭爆发器、压电传感器、温度传感器、信号处理系统与计算机相结合,设计出了底火输出能量测试仪,既可检测底火发火性能,又可对底火的输出能量进行定量检测,从而能够可靠地判定底火的性能,为判定贮存弹药质量状况提供决策依据。     

超磁致伸缩致动器建模研究综述

超磁致伸缩材料具有很强的非线性耦合特性、磁滞特性和复杂动态特性。因此,建立能够准确描述超磁致伸缩致动器工作状态的模型成为关键问题。综述棒型超磁致伸缩材料在多场耦合特性、磁滞特性建模研究状况以及超磁致伸缩致动器动力学建模研究状况,分析当前所建立多种模型的优缺点,并展望建模工作的发展趋势。     

引信压电电源机电转换装置振动特性分析

利用压电效应将振动能量转化为电能被广泛应用于能量转换系统中,通过压电传感器将火炮发射过程中的冲击能量转换为电能,并输送给储能电路,形成引信电源的压电传感器供电方案;将弹丸内的压电振动转换系统简化为单自由度振动系统,研究了振动系统的物理与数学模型,并由该模型进行了振动特性分析,研究了结构刚度、阻尼以及等效质量等振动参数的设计规律,可为引信压电电源的设计提供参考。