压电悬臂梁振动控制系统联合仿真与实验研究

针对传统的悬臂梁振动抑制系统建立动力学方程的复杂性和精确性不高等缺点,该文提出利用多物理场耦合仿真软件搭建悬臂梁系统作为被控对象,通过设计比例、积分、微分(PID)算法在Simulink中建立控制器模型,对悬臂结构进行振动控制联合仿真。由于结构具有未知性,因而传统控制器PID参数的选取常需根据经验进行试凑来确定。通过提出遗传算法优化PID参数的模型,从而实现参数在线优化实时控制压电悬臂梁振动,仿真和实验均验证了该模型的有效性。此外还通过改变压电执行器在悬臂梁不同应力处的位置进行了振动抑制的仿真与实验。结果表明,该算法模型具有很好的鲁棒性,在不同位置处均可获得最佳的PID整定参数,实现振动抑制最佳效果。     

永磁球形电机Stribeck摩擦模型参数辨识

随速度变化的摩擦转矩使永磁式球形电机在跟踪控制过程中出现爬坡或抖动现象,影响跟踪控制精度且难以检测.结合Stribeck摩擦转矩模型提出一种基于粒子群算法(PSO)的参数辨识方法,建立起精简、准确的电机摩擦转矩模型.在电机动力学微分方程基础上加入摩擦转矩项,通过恒速摩擦转矩检测实验得到转速-摩擦转矩间的稳态对应关系;采...     

基于压电激振的弹性模量测量方法

为了提高固体材料弹性模量测量精度以及简化测量过程,提出一种新的固体材料弹性模量测量方法。首先,采用压电陶瓷激振与拾振测试试件的一阶共振频率;其次,利用有限元仿真软件ANSYS对试件的振动模态进行仿真;最后,将实测的一阶共振频率与ANSYS仿真结果进行对比,从而推算出试件材料的弹性模量。分别对钛合金、铝合金、不锈钢试件的弹性模量进行了测量与分析,测量结果精确可靠。对钛合金相同批次、相同直径、不同长度的试件进行了测量,测量误差小于0.3%。该方法消除了传统动态共振测量法中数值拟合求一阶共振频率带来的误差,ANSYS模态仿真降低了对试件的形状要求,使测量过程简化,测量精度显著提高。     

基于空间分辨率的参数评价感应传感性能分析

阐述润滑油中的多个颗粒通过传感器时，每个颗粒产生清晰的信号，探讨一个空间分辨率的理论模型。COMSOL用于模拟线圈输出随两个粒子和不同线圈结构之间距离的变化。结果表明，较小的线圈半径有助于提高传感器的空间分辨率。     

压电悬臂梁负载阻抗匹配分析及其在隔膜泵驱动中的应用

利用悬臂梁结构的不同位置作为对外激励源时，为了使负载获得更多的能量，使悬臂梁的能量输出达到最优，同时隔膜泵的流量输出达到最大，实现隔膜刚度最佳匹配的目的，提出了一种压电驱动悬臂梁结构的负载阻抗匹配概念，研究了隔膜泵的性能与悬臂梁结构对外输出刚度之间的关系。首先，选取悬臂梁结构的根部、中部和端部3个特征位置，利用有限元仿真软件，对悬臂梁-弹簧-质量块模型的能量输出进行了阻抗匹配分析；其次，选取隔膜容积泵作为驱动负载，根据其结构及工作原理，建立了压电悬臂梁驱动隔膜容积泵的简化动力学模型，分析了隔膜泵的性能与悬臂梁驱动结构参数之间的关系；最后，搭建了压电悬臂梁驱动隔膜泵的刚度匹配实验平台，对不同圆盘直径下，悬臂梁不同特征位置处的隔膜泵输出流量进行了测试。研究结果表明：在悬臂梁根部、中部以及端部位置处，隔膜泵输出流量最大时的活塞圆盘直径分别为20 mm、18 mm以及16 mm,随着悬臂梁不同位置对外输出刚度的减小，隔膜匹配的最佳刚度应随之减小；若悬臂梁结构与负载参数一定时，对应的最佳负载匹配刚度逐渐增大。