塑壳式断路器操作机构弹簧的优化设计

根据塑壳式断路器操作机构的实际运动情况,利用仿真软件对操作机构弹簧进行优化设计。找到弹簧在合闸、分闸和自由脱扣3个过程中各个受力的峰值点和临界点,对处于这些关键位置点时的弹簧进行校核,结合实际情况,分析生产使用过程中出现的问题,并得出解决问题的最佳办法。正确的选用和使用弹簧,对于增加产品的机构寿命,提高产品的稳定性和可靠性有重要的作用。     

基于频分复用的多路微电容检测技术

为使静电悬浮微电机的环形转子稳定悬浮在定子电极腔体的几何中心,需要采用差动电容式传感器检测转子沿五个自由度的运动,然后通过静电悬浮控制系统实现有源静电支承。根据频分复用原理,设计了一套可检测悬浮式转子五个自由度运动的微电容检测电路。采用多路高频正弦信号作为载波加载至与各自由度对应的控制/检测电极上,通过公共电极输出反映转子沿各自由度位移变化的调幅信号,然后经过交流放大、相敏解调、低通滤波后得到各自由度位移检测信号。文中介绍了微电容检测电路的组成及原理,分析了电路特性,给出了x轴检测电路的测试结果。实验表明,检测电路的灵敏度为23.3 V/pF,通频带为10.58 kHz,零位稳定性优于0.1 mV。     

计及套管内气–液介质流体特性的高压直流电缆终端优化模型研究EI北大核心CSCD

为探究不同负荷条件下直流电缆终端内部的多物理场状态,基于电磁场、温度场、计算流体力学的基本理论搭建直流电缆终端的多物理场耦合模型,并且根据三场之间的关系对其进行双向全耦合。该文提出一种基于阻尼系数的变步长高度非线性求解方法,有效解决了求解时因时间尺度差异造成的计算收敛性与计算成本间的矛盾。通过红外热成像仪测量实验中带负荷±160k V高压直流电缆的套管表面温度,验证了该仿真模型的准确性。研究发现,温升所致的电场反转在过负荷时会引发应力锥根部电场畸变,此现象在导体最高温度70℃之后尤为明显,进而结合国家及行业的相关标准,可确定其载流量为1140A,略小于相同导体截面积直流电缆的载流量。该研究可为通过表面温度评估直流电缆终端的内部状态提供参考。     

静电悬浮系统的离散滑模控制

根据陀螺转子力学方程,建立了考虑系统参数变化的转子动力学模型,设计了离散滑模观测器和积分型离散滑模控制器,采用MATLAB SIMULINK进行动态仿真,并与线性控制相比较.结果表明:采用滑模控制后,时域超调量降低40%,调整时间缩短60%;频域刚度在低频段提高42%,在中频段最低点提高110%,在高频段提高53%,显著增强了系统抑制外部扰动力的能力;引入边界层后,大大削弱了控制电压的抖动,提高了系统控制的精确性,减少了能量损耗.因而,滑模控制可以改善系统的动态性能,在系统存在参数变化和外部扰动力作用下具有很强的鲁棒性.     

BD031 MEMS信号处理电路的研制及测试

本文报道了一个为电容式微加速度计传感器信号处理而设计的全集成化的BD031 CMOS MEM信号处理电路.电路设计采用了对信号的差分电容采样方式和过采样技术、前置采样放大器高增益和低噪声设计措施、可调节选通带宽的的低通滤波器及为提高电容噪声性能的带有虚开关结构的开关电容滤波器设计技术、可微调节增益(常规情况下恒定增益为2)的输出缓冲放大器、可调节振荡频率(正常情况下为800KHz)的本地CMOS时钟产生振荡器及为上述模拟电路提供基准电压和基准电流的基准电压源等设计技术、以及可以进行输入失调调节和对差分电容变化量△C的自测试电路.电路使用单一5伏电源,采用1.2微米、双多晶硅、双铝、N-阱CMOS工艺加工,芯片面积为2.82×3.61平方毫米.芯片性能测试表明其差分小电容变化量△C传感范围达到0.06pF-5pF、带宽为300Hz-5KHz.     

越江隧道联络通道冻结法数值计算

建立了越江隧道、冻结体及周边土体相互影响的有限元计算模型.对联络通道冻土体的受力、变形及冻土壁对隧道衬砌的影响进行了综合分析,为冻结壁的设计、控制冻结对周围环境的影响等提供定量依据,验证了冻结施工方案的可靠性.通过现场实测冻土冻胀应力、隧道变形,验证了数值模拟的计算结果.     

食用油和脂防酸的介电特性

研究了食用油和脂肪酸的介电特性.油脂和脂肪酸的介电常数ε′在频率100Hz～500kHz之间显示了稳定性和最大值,从500kHz～1MHz显示了显著降低的趋势.脂肪酸的ε′随着双键的数量或分子链长度的增加而增加.油脂的ε′主要取决于C18不饱和脂肪酸的影响.结合偏最小二乘法(PLS)分析,介电分光图谱可以预测油脂中主要的脂肪酸成分.油脂的ε′随着温度增加而减少,随着水分含量的增加而增加.     

ESO增强四轴平台伺服系统抗扰能力的研究

四轴陀螺稳定平台在动基座上工作时,具有不可预知快变参考角度输入及动态干扰力矩的作用,严重影响系统控制精度。由此,在稳定回路中引入扩张状态观测器,以角位置跟踪误差作为观测输入,实时观测参考输入角加速度及干扰力矩并实施前馈补偿;同时在观测器输入端引入低通滤波环节,兼顾饱和等非线性环节作用下的系统稳定性。仿真及试验结果表明:采用以上方案可在不可预知快变角度输入、干扰力矩等因素的共同作用下,更好地实现平台的惯性空间稳定,且系统实现简单,对解决机电控制系统的类似问题具有借鉴作用。     

静电悬浮加速度计检测线路设计及实验研究

本文首先介绍静电悬浮加速度计在国内外的发展现状以及在空间技术中的应用，然后介绍静电悬浮加速度计的基本工作原理。针对测量微弱差动电容△C的检测线路进行设计，建立了用于调制△C的变压器电流电桥的等效电路模型，导出了用于调制信号放大的宽带放大电路的放大倍数KAC，分析了采用2路TTL同步方波信号控制4路单刀单掷模拟开关的解调电路工作过程，估算了滤波电路的截止频率f-3dB，使得解调信号在工作频带fs内基本保持0dB增益，在高于载波频率f0上获得较大的衰减。实验结果表明，该检测线路实际灵敏度为0．601mV／fF，考虑线路固有噪声和寄生电容的影响，最小分辨率达到1．06fF。     

静电悬浮微陀螺系统模型的研究

静电悬浮微陀螺需要一套支承系统将高速旋转的环形转子稳定地悬浮在电极环腔中心.在推导被控对象静电力模型的基础上,构建了静电悬浮系统的5轴闭环控制模型,利用该模型分析了悬浮微陀螺的加速度/角速率测量原理,设计了基于数字控制的支承线路.依据敏感表头的结构参数确定了支承线路的电参数,结合悬浮系统性能指标,通过反复仿真来设计控制器参数,分析了悬浮系统的闭环动态特性、刚度特性和抗过载能力.对数字控制器的扫频结果表明:考虑采样频率引起的相位滞后,在剪切频率附近相位误差小超过15°.