压电陶瓷精密驱动器的设计与实验研究

针对压电陶瓷驱动器的迟滞现象、蠕变现象等进行测试和分析,为压电陶瓷驱动器迟滞非线性建模提供依据.基于压电陶瓷驱动器位移--电压曲线各升程之间、各回程之间的相似性,采用基于平均曲线模型的方法,建立了一种简单实用的压电陶瓷执行器的迟滞非线性模型.     

压电／电致伸缩陶瓷控制模型归一化的研究

压电／电致伸缩陶瓷作为一种理想的微位移器在许多领域得到了广泛应用,但是由于其存在迟滞,蠕变及非线性等不足,限制了它的进一步应用。本文在分析压电／电致伸缩陶瓷极化机理的基础上,给出了压电／电致伸缩陶瓷归一化的控制模型,同时给出几种情况下的典型例子及其电压同位移的关系曲线,通过分析得出了采用电极化程度的控制方法可以有效地减小压电／电致伸缩陶瓷的迟滞的结论。     

压电陶瓷驱动器性能的理论计算与ANSYS仿真

通过理论推导与ANSYS仿真的方法对普通平面电极型压电驱动器及交叉指形电极型压电驱动器的自由应变进行分析,得到x和y方向的自由应变,并与N.Hagood等人的实验结果进行对比。结果表明：ANSYS仿真结果与理论计算结果非常接近,x方向自由应变误差仅为0.35%和-14%;采用应变片直接测量驱动元件局部表面的应变有较高的误差,x方向应变误差分别为147%和73.3%;交叉指形电极的压电驱动元件表现出较高的正交各向异性,横向效应系数是普通平面电极压电驱动器的2.2倍。     

偏动式形状记忆合金驱动器系统建模与仿真

为了实现响应速度快、精度高的偏动式形状记忆合金驱动器控制系统,基于Kanaka-Liang提出的形状记忆合金材料一维本构关系建立了偏动式SMA驱动器的热动力学模型.针对形状记忆合金材料的非线性迟滞特性,结合PID控制和模糊控制各自的优点,设计了一种模糊增益自调整PID复合控制器方案,并对偏动式形状记忆合金驱动器的响应特性进行了仿真.仿真结果表明,与PID控制器和模糊控制器相比,模糊增益自调整PID复合控制器具有响应快、超调小、适应性好等优点.模糊增益自调整PID控制策略完全能满足偏动式形状记忆合金驱动器对控制精度的要求.     

新型压电精密步进旋转驱动器

提出一种新型的压电精密步进旋转驱动器。该驱动器采用仿生运动的原理,以定子内箝位的方式和均布薄壁柔性铰链微变形结构,解决了以往压电精密驱动器箝位不牢固、旋转步进频率较低、行程小、分辨率低、速度低、输出不稳定等问题。研制的精密旋转驱动器能够实现高频率(30 Hz)、高速度(380μrad/s)、大行程(>270°)、高分辨率(1μrad/step)、且输出稳定,大幅度提高了压电步进旋转驱动器的驱动性能。该驱动器在精密运动、微操作、光学工程、精密定位等精密工程中有广阔的应用前景。     

压电堆式驱动器对空间钢框架地震反应的主动控制

随着建筑结构向大型化发展,将智能材料应用于建筑结构的减震已经成为一个重要的研究领域,压电智能结构就是目前的研究重点之一.介绍了压电堆式驱动器,建立了结构在地震作用下的运动方程和基于LQG控制理论的最优控制方法.将驱动器布置在空间钢结构框架的底层柱上,并对其在地震激励下的反应进行了主动控制实验研究.结果表明,结构各层的响应均有不同幅度的降低,压电堆式驱动器可以有效地抑制和减小结构的地震反应.     

基于压电陶瓷迟滞非线性的建模方法

压电陶瓷因其具有的响应速度快,精度高等优点被广泛应用于微操作、微纳米定位等系统中,但是由于它具有迟滞特性对其应用的影响,针对压电陶瓷的迟滞特性提出了一种简单的数学建模方法,该模型建模简单,运算量比PI迟滞算子大大减小,拟合方法曲线较平滑,克服了PI迟滞算子拟合出现的毛刺问题,且拟合精度较高,拟合误差在1%左右,采用椭圆极坐标方式对迟滞特性进行建模.并通过实验验证了该建模方法的可行性和精确性.     

船舶控制模型的建立及仿真

在给定航空母舰主尺度及线型图的基础上，建立了不同浪向下船舶纵向运动的水动力模型，采用微分方程的最小二乘拟合法，将水动力模型经为一个仅随舰船的航向，航速变化，而与频率无关的控制模型，并对其幅相特性，能控制观性及稳定性加以验证，仿真结果表明了该控制模型是合理的。     

周期极化压电陶瓷表面形成声表面波的仿真及分析

对周期极化压电陶瓷表面形成声表面波的机理进行了分析,指出周期极化压电陶瓷表面形成的声表面波是由于相邻压电体极化方向相反,导致相邻压电体沿极化方向发生伸缩变化,从而在压电陶瓷表面形成的。通过对周期极化压电复合结构进行谐响应仿真分析,结果表明：在周期极化压电陶瓷表面形成的声表面波是瑞利声表面波,表面波的振幅达到压电体厚度的18%,振幅相对较大。并且通过实验研究,验证了周期极化压电陶瓷可以激发出瑞利声表面波。     

压电驱动器和传感器的ANSYS模拟分析

建立了压电材料的本构方程,利用由压电聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)粘结而成的双压电晶片悬臂梁模拟压电驱动器和传感器,使用大型通用有限元软件ANSYS8.0进行模拟分析,并与理论值进行比较,结果表明:ANSYS8.0的模拟结果与理论值十分的接近,因此,用ANSYS8.0对压电材料的驱动器模型和传感器模型进行模拟是可行的.     

微机控制压电陶瓷微位移器驱动电源的设计与研究

本文对压电陶瓷微位移器驱动电源的设计原理和设计特点作了深入分析.在此基础上,进行了微机控制压电陶瓷微位移器驱动电源的设计,并进行调试和实际应用试验.试验结果表明,该驱动电源输出精度高,动态特性好,可以作为各种压电陶瓷微位移器件(或装置)的驱动控制.     

可控电解珩磨加工的电流控制技术及金属去除规律的研究

研究了以微机实时控制电解珩磨过程中工件表面的电解电场强度,从而调控各点的金属去除速度,获得工件要求的几何形状精度的新加工方法(可控电解珩磨).该方法在降低工件表面粗糙度的同时,还具有纠正工件几何形状误差的能力,尤其适用于高精度复杂形状工件和难加工金属材料的精密加工.本研究采用不完全微分算法实现电解电流的闭环控制,并且应用人工神经网络技术建立了系统的施电模型.实验结果表明,该方法可获得满意的加工精度.     

压电效应的高阶效应在传感器、执行器中的应用研究

压电体机电耦合过程中的正、逆压电效应原理已被广泛应用于传感器与执行器中,压电类传感器与执行器在应用过程中出现了一些较严重的问题,如非线性问题.由于大多数压电晶体都具有非线性性质,尤其是压电陶瓷,非线性与迟滞特性是其固有特性.讨论压电体的非线性特征,并通过实验验证高阶压电效应对压电传感器和压电执行器的影响及其矫正与补偿方法,从而在工程应用中利用其原理提高传感器与执行器的测量与控制精度.     

基于BP算法的神经网络内模控制器

文章针对一类非线性系统,采用加入阻尼项的权值调整BP算法,设计了基于BP算法的神经网络内模控制器,并进行了仿真,结果显示该控制器对阶跃信号和扰动均无稳态误差,对非线性环节有较好的控制效果。     

砂土液化判别的人工神经网络方法

应用人工神经网络原理，根据地震液化的实测资料，建立了 ８个因素综合考虑的预测砂土液化的ＢＰ神经网络模型．通过实例计算与模型评价，验证了该模型的科学性、高效性并较规范法具有更高的预测精度，不仅为砂土液化提供了又一新的研究方法，而且为进一步完善规范公式提出了建议．     

多模型预测控制及其在火电厂过热汽温控制中的应用

针对火电厂存在的过热汽温问题,设计了多模型预测控制系统.根据若干建模工况点,离线训练局部人工神经网络模型,利用贝叶斯估计的方法在线计算每个局部神经网络模型概率,加权计算出模型预测输出值.根据预测控制的原理,利用Newton-Raphson迭代法得到控制信号,从而得到了仅含一个控制器的多模型预测控制系统.仿真结果表明,在负荷大范围变化的工况下仍能保持良好的控制性能,具有较强的鲁棒性.     

BP模型在地下厂房顶拱混凝土裂缝开度预测中的应用

针对四川省映秀湾电站地下厂房顶拱混凝土裂缝特征，结合神经网络的特点，建立了裂缝开度的BP网络模型。经实例模拟预测分析表明，模型预测精度较好，方法可行，应用BP人工神经网络预测地下厂房顶拱裂缝观测值，避免了裂缝值与其影响因素之间难以用数学式精确表达的问题，同时也克服了由于各因素的不确定性所造成的影响。根据裂缝多年的发展趋势与BP模型的预测结果，对厂房顶拱拼行处理势在必行。     

基于BP神经网络的动态交通流量预测

本文通过对BP神经网络和影响交通流量因素的分析,采用Windrow-Hoff学习算法、Kolmogorov定理和trainlm训练方法,实现对长春市开运街和湖西路路段动态交通流量的预测.     

基于神经网络的广东省道路交通事故模型

在广东省历年道路交通统计数据的基础上,利用BP神经网络模型和Elman神经网络模型,对广东省道路交通事故进行了建模研究.应用Matlab软件对模型进行了计算实现,并对计算结果进行了分析,结果表明模型效果良好. 更多还原     

人工神经网络模拟反应精馏过程的研究

提出了用BP（误差反向传播）神经网络模拟计算合成乙酸甲酯的新思路,模拟过程中采用学习速率可变的动量BP算法训练神经网络。结果表明：只要有充足可靠的数据为基础,采用学习速率可变的动量BP算法训练的神经网络的预测精度比普通BP算法的预测精度高10倍左右,且训练时间显著下降,是一种具有广泛应用前景的模拟方法。