双换能器悬浮传输装置的有限元分析

在微装配、生物工程、制药等领域,悬浮技术因其具有非接触、微重力、可操控等特性成为一项重要的应用技术。由于声悬浮技术对被悬浮物体没有电磁学性质上的特殊要求,悬浮较稳定且容易控制,因而在各种悬浮技术中倍受青睐。对一种基于双换能器的超声悬浮传输装置进行有限元分析,明确该装置进行超声悬浮传输的机理,分析换能器与反射面之间的距离和换能器振速对传输过程的影响,并基于分析结果,提出一种操控颗粒进行水平悬浮传输的方法。     

基于相位幅值调制的聚苯乙烯小球非接触传输

在许多物理现象和生物化学处理的研究过程中,非接触传输和处理技术具有非常广阔的应用前景。以在平面阵列式超声悬浮装置中悬浮传输的聚苯乙烯小球为研究对象,建立声学有限元模型。通过有限元仿真与实验,分析小球在传输中的跳跃和振荡问题,提出用换能器阵列的相位和幅值调制驱动方法来提高小球的传输稳定性。实验结果表明,该方法可以显著减小物体在传输过程中的跳跃和振荡幅值,聚苯乙烯小球在传输过程中的跳跃距离降低64.9%,振荡幅值降低41.9%。     

基于接触理论的空间光学遥感器的动力学求解

遥感器结构中通过螺钉或销钉的非线性连接环节的存在使得准确求解动态刚度的困难加大，在介绍的经典接触理论的基础上，根据结构形式，材料和施加的预警力通过计算机模拟分析出连接部分接触面间的实际接触状态，在建立动力学有限元分析模型时，通过接触单元和螺钉单元模拟接触区域的刚度特性，获得系统的固有频率和振型，有限元分析结果与正弦招聘描试验时的结果基本一致（误差给为4％），表明这种方法能够较好地模拟出结构的动态刚度，相关分析还表明，只有通过分析接触等非线性环节，才能模拟出结构的真实动态刚度。     

基于接触的水下夹桩器压块齿非线性有限元分析

水下夹桩器是一种广泛应用于海洋石油平台建设的液压夹具。基于扩展的拉格朗日算法,使用ANSYS软件对钢桩和夹桩器压块齿的接触问题进行了数值模拟受力分析,获得压块齿实际工况下的接触压力及其挤压变形等结果。并将该结果与理论计算结果进行了比较,计算结果满足工程要求。分析结果显示,将有限元接触分析技术应用于水下夹桩器压块齿的设计是一种有效的方法,为水下夹桩器压块齿结构进一步改进,提供了理论依据。     

非接触电能传输系统恒流充电控制方法研究

针对非接触电能传输(CPT)系统的输出充电电流控制, 提出一种基于H∞控制的原边主动控制方法. 借助于微分动力学模型的频域展开, 实现了系统广义状态空间平均模型, 构建了系统性能加权函数及控制系统结构, 建立了控制器及观测器的Ricatti方程, 并通过Hermitian矩阵完成了该方程的求解, 利用迭代计算方法以获得最优H∞控制器. 该方法可动态调节不同负载条件下原边注入能量, 有效提高轻载下系统整体效率. 实验结果验证了该方法的有效性.     

非接触电能传输系统参数非线性规划

针对非接触电能传输系统的频率分叉问题,提出一种改进的参数设计方法.将频率分叉参数模型等效为约束条件,以传输效率最高为目标,同时考虑输出稳压、参数额定值等条件,建立系统的非线性规划模型,采用遗传算法来优化模型参数.为了增强算法处理约束的能力,去掉对约束的整体归一化以增大约束的整体权重|对没有可行个体的种群,将核心约束的满足比例作为新的自适应罚参数,以降低违反核心约束个体的适应度.仿真与实验结果表明：该算法处理约束能力增强|所得参数能使系统稳定运行于零相角频率处,无分叉现象|发现系统在频率分叉区外仍可能存在频率稳定的区域,降低系统参数优化的约束强度.     

气动悬浮非接触输送装置的输送性能

为了实现重载物体的非接触输送,设计了一种气动悬浮式非接触自动输送装置。研究了静压型气浮支承的工作原理和非接触输送机理,建立了悬浮结构和输送结构的物理模型,并加工了试验样机。同时搭建了步进电机点动控制系统,利用WPLSoft软件设计了PLC程序,进行了输送气压和喷嘴旋转角度对输送速度影响的试验研究。试验结果表明:当悬浮气压和输送气压均为0.2 MPa,喷嘴旋转角度为32.4°时,质量为1 kg的物体的运输速度为62.5 mm/s。     

双振子动力吸振器设计与仿真分析

针对传统振子吸振器单频吸振的局限性,以及为减小薄板结构的振动响应,基于单振子模型建立双振子多频动力吸振器。先介绍了双振子动力吸振器的模型,采用弹簧-质量单元构成吸振系统对振动能量进行吸收;再介绍模型参数的确定方法;最后,利用有限元软件对双振子模型的吸振效果进行仿真分析。仿真分析结果表明:所设计的双振子吸振器具有较好的吸振作用,且具有结构简单、安装方便的优点。     

基于弹性接触理论的连杆有限元分析

基于弹性接触理论，对连杆进行了接触问题的有限元分析，并对连杆受压的传统处理方法和接触分析方法进行了对比研究。以LJ377MV汽油机连杆为例，通过所建模型、应用有限元分析方法进行了计算和对比分析。结果表明，用接触分析的处理方法对连杆进行结构分析，能相对准确地反映连杆的应力和应变，有利于连杆的优化设计。     

超声加工的非接触能量传输仿真与实验

为解决超声加工中传统的接触式能量传输方式存在电刷磨损快且主轴不能高速旋转的问题,根据电磁感应原理,建立了非接触能量传输系统的互感理论模型,基于Maxwell平台构建了系统的仿真计算模型,通过旋转电磁耦合实验机构对仿真模型进行验证,获得了旋转转速、级间磁隙、超声频率以及谐振匹配参数对系统能量传递效率的影响规律.仿真与实验结果表明:超声系统实现高速旋转时,非接触能量传输装置的输入和输出功率能量传递效率可达80%,初、次级线圈绕组电流密度和磁芯磁通密度随旋转转速的增加并无显著变化,传递效率的下降与磁隙近似成线性关系,传递效率随着频率呈现先升后降,对输入信号的频率具有选频作用.应用规律可为电磁感应式超声主轴进行优化设计.     

Y型带反射器的声表面波质量传感器

为了有效避免体波和边缘多次回波寄生效应，提出了一种Y型带倾斜反射器的双声路质量传感器.在输出叉指换能器（IDT）和芯片边缘之间加入反射器，有效抑制了由于芯片端面声阻抗不连续造成的声表面波端面反射，并提高了器件的灵敏度.在128°Y-X 方向LiNbO3衬底上制作了质量传感器，通过非振荡匹配电路和网络分析仪测试了器件的性能.数据处理采用时频傅立叶变换，加门函数消除附加信号.测试结果表明，反射器对边缘多次反射信号的抑制为2～6 dB.器件温度补偿效果显著，质量沉积效应灵敏度可达5.61 GHz·cm2/g，线性度良好.     

基于深度学习的出行模式识别方法

居民出行信息可体现居民活动规律、反映城市交通问题,是制定交通规划与管理的重要依据.利用GPS获取的轨迹数据虽具有大量时空信息但不能直接表达出行模式,需要数据处理和挖掘算法提取隐藏知识来识别出行模式.由于居民出行模式具有高度的非线性和复杂性,识别具有很大挑战.本文利用深度学习方法的特征学习表征优势,解决特征提取的繁琐计算或漏提特征等弊端,通过对轨迹进行去野和划分等预处理后,计算轨迹片段的运动学特征构成输入数据,提出基于卷积神经网络与门控循环单元相结合的识别出行模式方法,利用卷积神经网络的深层特征表征优势和门控循环单元的时序特性挖掘能力,提高对非线性分类问题的学习能力和识别出行模式的准确性.为验证所提出方法的有效性,还设计单独的卷积神经网络和门控循环单元等模型,在Geolife数据集上进行测试和对比.实验结果表明,本文方法虽仅计算4个特征量仍具有较好的识别效果,并且优于单独采用卷积神经网络等分类方法的识别性能.     

Nearfield acoustic holography based on the equivalent source method

After the development of the NAH in the past twenty years, it has become an impor-tant tool for identifying noise source and visualizing acoustic field. The core of the NAH is the spatial transform algorithm. Since the 2-D spatial FFT method is used to realize the NAH by Williams in 1980[1], several different improved methods on the basis of the 2-D spatial FFT, such as the K-space filter method, Wiener filter method, iterative algo-rithm method and the statistically optimized NAH (S…     

基于DHGF算法的智能运输系统(ITS)评价方法

为了对智能运输系统(ITS)进行较为客观的评价,提出了一种新的基于DHGF算法的智能运输系统(ITS)评价方法.该方法将改进的Delphi法、层次分析法(AHP)、灰色关联法、模糊评判法运用在智能运输系统评价的不同阶段,Delphi法用于建立智能运输系统的评价指标体系,层次分析法用来确定各评价指标间的权重,灰色关联法用于对专家评分数据的处理,最后用模糊评判法得出评价结论.结果证明,该方法结合了各种方法的优点,是有效可行的,可以较好地解决智能运输系统的评价问题.     

An underwater acoustic data compression method based on compressed sensing

The use of underwater acoustic data has rapidly expanded with the application of multichannel, large-aperture underwater detection arrays. This study presents an underwater acoustic data compression method that is based on compressed sensing. Underwater acoustic signals are transformed into the sparse domain for data storage at a receiving terminal, and the improved orthogonal matching pursuit(IOMP) algorithm is used to reconstruct the original underwater acoustic signals at a data processing terminal. When an increase in sidelobe level occasionally causes a direction of arrival estimation error, the proposed compression method can achieve a 10 times stronger compression for narrowband signals and a 5 times stronger compression for wideband signals than the orthogonal matching pursuit(OMP) algorithm. The IOMP algorithm also reduces the computing time by about 20% more than the original OMP algorithm. The simulation and experimental results are discussed.     

Patch nearfield acoustic holography based on the equivalent source method

On the basis of nearfield acoustic holography (NAH) based on the equivalent source method (ESM), patch NAH based on the ESM is proposed. The method overcomes the shortcoming in the conventional NAH that the hologram surface should be larger than the source surface. It need not to discretize the whole source and its measurement need not to cover the whole source. The measurement may be performed over the region of interest, and the reconstruction can be done in the region directly. The method is flexible in applications, stable in computation, and very easy to implement. It has good potential applications in engineering. The numerical simulations show the invalidity of the conventional NAH based on the ESM and prove the validities of the proposed method for reconstructing a partial source and the regularization for reducing the error effect of the pressure measured on the hologram surface. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10504006 and 50675056) and the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 20060359003)     

基于双随机相位估计的无功补偿方法

为了解决实时无功补偿问题,提出了一种基于双随机相位估计的无功补偿方法.对采样电能信号进行傅里叶变换,通过频谱峰值定位算法确定电能信号的基波、各阶次谐波的频率信息.采用同频率不同相位信号调制,得到调制后信号,再经过低通滤波得到滤波后信号.结合滤波信号的比值和随机相位三角函数数值得到所要估计的信号相位信息,辅助无功补偿.通过仿真电能信号和实际采集的电能信号验证了该算法的有效性,结果表明信号相位估计相对误差在1‰以下,无功补偿能够有效提升电路的能量利用效率.     

基于电磁超声的铝板缺陷识别方法

针对铝板中典型缺陷类型,提出基于电磁超声的铝板缺陷识别方法.通过平底孔和圆底孔人工缺陷模拟实际缺陷,使用电磁超声体波获得多组缺陷回波信号样本,采用小波邻域自适应阈值消噪方法,提升信号信噪比.从时域、频域和时频域提出多种信号特征方法,提取45种信号特征.以基于类内类间距离的类别可分性判据为评价指标,通过序列浮动前向选择算法(SFFS)搜索得到最优特征向量用于缺陷识别.采用k-折交叉确认方法确定支持向量机分类器的最优参数.试验结果表明,设计的分类器能够有效地识别文中铝板内的平底孔和圆底孔缺陷,识别正确率达到了96.7%.     

Reconstruction and prediction of multi-source acoustic field with the distributed source boundary point method based nearfield acoustic holography

With the development of acoustic holography technique and the constant appearance of new measurement devices and analysis softwares, acoustic holography technique has become the most effective and popular method to visualize acoustic field. The surface velocities can be reconstructed and acoustic quantities such as pressure, particle velocity, acoustic intensity and acoustic power in the 3D acoustic field can be predicted conveniently and quickly by measuring the complex pressure on a nearfiel…