低频压电马达驱动理论的基础研究及分析

本文阐述的是一种新型的在30Hz～150Hz的振动频率进行驱动下的低频压电马达,它与现已成功开发并获得应用的超声波马达一样,都是利用振动驱动转子工作的。仅改变使用的振动频率,使该马达可以在常用电源50Hz下进行工作,不用另配专用电源,使整个系统的构成更加简单。目前国内尚未发现相同报道,这种新型驱动的压电马达理论的提出对压电马达的研究具有重要的意义。     

宽频带ADM系统分析与实验研究

实现了处理宽频带信号的自适应增量调制(ADM)及解调系统,并对该系统进行了一系列研究,实验结果与理论分析基本一致,系统在10Hz～10kHz工作带宽范围内具有良好的响应能力,其采样率、步长数和记忆比特均可变,适合不同条件下的应用要求。本研究在音乐信号处理实验上获得了满意的结果,对于语音、地震等信号的处理亦具有广泛的应用前景。     

唯物史观视域中的历史虚无主义

介绍了光纤光栅激光传感器的传感机理和信号的解调算法,设计并实现了一种基于LabView光纤传感检测系统。实验得出该传感检测系统成功解调传感器被测信号,系统噪声达10-6 pm/[KF（]Hz[KF）],动态范围达到了120 dB@100 Hz,线性度达到了0.999 9。结果表明：该检测系统性能可靠,可对光纤光栅传感器信号进行实时的解调。     

PVDF压电薄膜结构监测传感器应用研究

压电材料是目前在智能材料系统研究中应用最为广泛的传感材料之一。由于PVDF压电薄膜具有制作成本低、机械性能好、灵敏度高等优点而受到了广泛关注。以PVDF压电薄膜作为结构监测的传感元件，对PVDF的应变传感原理进行了研究，并建立了基于信号采集与处理的PVDF应变监测系统，最后对PVDF监测构件裂纹进行了实验。实现了压电薄膜的应变与裂纹监测，为实际工程应用奠定了基础。     

智能悬臂梁的振动控制

从压电材料的驱动原理出发，将压电驱动器对梁的作用，在压电片两端点处的梁截面中点，等效为一对平衡力和一对平衡车偶，然后采用频响应函数进行驱动器位置优化，并采用模态空间方法对智能悬臂梁的振动进行了主动控制，并用实验验证了该智能悬壁梁振动控制理论的有效性。     

环状压电超声电机的多频率驱动分析与实验

针对压电超声电机的多频率驱动问题进行研究,设计并制作了利用定子内圆周面驱动的环状压电超声电机,明确了利用行波驱动电机转子的机理。通过有限元计算给出了电机定子所用弯曲模态的振型与位移云图。以计算结果为基础,分析了电机所用的压电陶瓷片的极化分区与定子弯曲模态激发之间的关系,得出了所用的压电陶瓷片能够实现电机多频率转动的结论。完成了所研制的超声电机的多频率驱动实验。实验结果表明,电机能够实现在多频率点的转动。依据本文分析思路,可以对其他结构形式的超声电机的多频率驱动问题进行研究。     

压电陶瓷驱动高频喷射阀的结构设计

为了提高喷气织机的引纬性能，降低能耗，课题组设计了一种基于压电陶瓷驱动的高频喷射阀。首先对喷射阀的核心部件压电弯曲片的刚度性能做了仿真分析和理论验证；然后对压电陶瓷驱动型高频喷射阀进行FLUENT模拟仿真；最后利用MATLAB软件对压电驱动系统进行动态仿真，确认了合理的工作间隙，进而对喷射阀的结构进行了优化。模拟得到最佳工作参数：喷射阀进气口直径为4 mm，压电喷射阀的工作间隙为1.5 mm。设计的这种喷射阀响应时间相比传统电磁式喷射阀缩短了60%，大大降低了气能损耗。     

基于微处理器的负载角测量系统

早期的负载角测量系统,是在固定额率条件下工作的(模拟型)。继而出现了用微计算机和数字技术的测量系统,但多数仍适用于固定额率的工作情况。本文介绍的一个用6800微处理器进行瞬变状态负载角测量的系统。由光电探测器检测出转子的位置,其输出信号与从电压端来的基准信号相比较,代表负载角的相位差被送入微处理器进行存储和显示。系统同时提供了一个控制用反馈信号。此项技术适用于变频逆变器驱动的同步电机系统。本系统新颖,响应迅速,它已被成功地应用于一个逆变器驱动的磁阻电动机。     

新型压电陶瓷涡街流量计

介绍一种新型的压电陶瓷涡街流量计，该流量计采用ＢＳＴ压电陶瓷元件来检测旋涡释放频率，使该流量计能在高温工况下工作，一年多的工业现场运行试验结果表明，新研制的涡街流量计可靠性高、稳定性好，在４００℃高温和１０ＭＰａ高压下能长期连续正常运行。     

相互自偏屏蔽磁阻读头的设计和模拟

基于传输线模型设计和分析了，一种新型的相互自偏屏蔽磁阻头（ＭＲ）。对信号场分布，输出电压，谐波信号和磁电阻作为偏电流，记录位移和时间的函数进行仿真模拟，结果表明该磁头的线性工作电流在１０～３０ｍＡ之间，在总缝宽Ｇ０小于０．６μｍ的条件下，不仅具有较好的高频线性响应特性和完全对称的再生信号输出波形，而且有高达４５％的效率。这些结果对提高计算机硬盘的记录密度是很有意义的。     

基于CC-Link网络的模拟自动生产线通信系统

现代化的自动生产线是多种现代控制技术的有机结合,利用网络通信将生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等信号传送给PLC,然后在其控制下进行协调有序地工作。文章以CC Link现场总线为基础,按照自动线的控制要求,依据网络通讯的原理,从而完成对CC Link主从模块的网络配置,并通过数据标志位的定义,来完成整个自动线的生产工艺流程,采用CC Link的现场总线,形成了开放式、数字化和网络化的结构特点,起到了较好的控制效果。     

压电式微驱动器的应用研究

在分析常用微驱动器的基础上，设计了一种压电式微驱动器，采用柔性铰链机构实现无机械摩擦、无间隙的高灵敏度微驱动，利用柔性铰链杠杆放大原理增加了叠层式压电陶瓷位移输出．满足了在激光测量系统中作为移相器的工作要求．文章对柔性铰链机构进行了理论分析，建立了数学模型，采用有限元分析方法优化了机构的结构参数．     

电动汽车电驱动系统机电耦合动态特性研究

为研究典型工况下电动汽车电驱动系统机电耦合作用机理,考虑永磁同步电机动态特性及齿轮传动系统非线性时变啮合特性,建立包括永磁同步电机动态模型和齿轮传动系统动力学模型的电动汽车电驱动系统机电耦合动力学模型。在此基础上,仿真分析稳态工况、冲击载荷工况、起伏路面工况等典型工况下电动汽车电驱动系统齿轮系统扭转特性和电机定子电流的动态响应特性。仿真结果表明:驱动电机与传动系统之间存在明显的机电耦合效应;电机定子电流会受到机械传动系统啮频和转频的调制;可以通过电机定子电流监测电驱动系统齿轮传动系统的啮合振动状态。研究结果可为电动汽车电驱动系统主动减振控制策略研究提供参考。     

低频环境下碰撞式压电振动能采集器

现实中由于环境振动频带较窄使得能源采集器在低频时效率较低,为此课题组设计了一种可以在低频环境下表现优异的压电能量采集器,并拓宽了其收集频带。采用碰撞方法将采集器进行升频以适应低频环境,采用齿条齿轮传动带动拨片撞击悬臂梁实现动能采集;结合前人的研究完善了欧拉 伯努利梁振动方程,给出在振动过程中悬臂梁的精准位置和振型方程;简化传动模型给出拨片轴的近似运动方程并根据动量定理计算出碰撞前后各部件速度;综合建立整个系统的动力学方程并通过机电耦合方程建立了系统的电学方程。实验验证表明：所设计的采集器比之常规悬臂梁采集器采集频带扩宽了11.23%,输出电压提高了38.2%。所设计的采集器输出电压在低频时可以实现频繁阶跃,大大改进了压电振动能采集器在低频环境下的采集性能,使其更适宜低频环境下的能量采集。     

基于FPGA数字PLL谐振频率的跟踪研究

针对谐振频率漂移造成无线电能传输系统(MCR-WPT)传输效率低下的问题,提出一种自适应全数字锁相环的频率跟踪控制方法。采用FPGA实现的数字锁相环(PLL)跟踪发射线圈电流电压相位信号,确保发射线圈处于谐振工作状态。设计了数字锁相环的鉴相器模块、2阶环路滤波器模块以及数控振荡器模块。利用ModelSim对数字锁相环的跟踪性能进行仿真测试,得出环路增益、环路带宽对跟踪性能的影响。研制了数字PLL控制的小功率MCR-WPT系统。实验结果表明:在增益为35 Hz、初始频差小于50 Hz的情况下,电流电压信号稳态相差为零,该方法在谐振频率漂移时能完成对频率的快速跟踪,有效地提高了MCR-WPT传输效率和传输功率。     

稠油油井出砂监测室内模拟研究

针对海上稠油油井出砂监测装置进行了研究， 设计了一种室内稠油出砂监测实验系统， 并研制了易于传感器感受出砂振动信号的一次仪表装置， 研发了出砂信号采集分析系统。出砂监测过程中利用压电加速度传感器识别砂粒撞击一次仪表引发的高频振动信号， 采用动态信号处理方法对出砂信号进行时域和频域分析等。在实验室条件下， 进行了不同含砂量的稠油 （黏度大于 100 mPa·s） 出砂监测实验， 取得了非常好的效果。实验结果表明： 在砂样粒度、 携砂流速等固定的条件下， 随着含砂量的增加， 出砂振动信号的均方根值、 功率谱幅值、 方差值等信号特征值不断增大。     

多级电流注入式STATCOM动态性能研究

与传统的多级方案相比多级电流注入式变换器MLCR（Multi-Level Current Reinjection）CSC（Current Source Converter）的优点在于它使用相对较少的开关元件达到消除谐波的目的，该变换器可产生高质量的波形，易于大功率化，可自由控制有功和无功功率．本文描述了多级电流注入式变换器作为STATCOM使用的实例，并使用EMTDC-PSCAD软件对其在电源对称与非对称状态下的动态特性进行仿真分析．当MLCR-CSC在电源对称条件下运行时有快速的动态响应，在电源非对称条件下仍能在简单的闭环控制逻辑下满足无功补偿要求．     

伺服加速度计用于高精度倾角测量的研究

伺服加速度计是测量加速度的传感器件,利用其传感重力加速度的原理可以方便地测量其传感轴方向上的倾角。该文以石英挠性伺服加速度计的理论分析为基础,通过对加速度计在不同角度下的输出电压特性的实验研究与分析,说明利用这种伺服加速度计进行高精度倾角测量是可行的。再应用超低频滤波、16位A/D转换、CPU信号处理等技术,通过汇编程序软件进行数字滤波,可形成一个完整的高精度倾角测量系统。     

形状变化自适应结构的研究现状及发展前景

形状变化自适应的结构是一种新型自适应结构，它将某些传感元件和驱动元件集成在结构中，利用传感元件检测铁变形，再通过控制算法，指令驱动元件动作，使结构发生期望的变形，本文总结了形状变化自适应结构的研究现状，展望了其发展前景。     

SMSC负荷状态检测方法研究

对短消息服务中心的负荷状态检测方法作了探讨。在研究系统负荷状态与内部资源关系的基础上,给出了负荷状态检测参数、检测模型及基于多参数数据融合的检测方法,并通过实验测试结果对其有效性进行了分析。研究表明,系统的负荷状态可以通过对多种内部资源消耗量的检测进行评价,多参数冗余信息融合后可以提高结果的可靠性和置信度。