直线微动马达箝位超声换能器(PGUT)研究

本文提出一种用于超声微动直线马达的环形三叠片压电箝位超声换能器(Position-Cripped Ultrasonic Transducer,简称:PGUT)。其原理是利用换能器的超声振动产生的表面效应,来实现直线微动马达的箝位或松位。本文给出了这种换能器的共振频率、有效机电耦合系数及实验结果。实验结果表明,PGUT 能迅速、平稳的执行箝位、松位动作,并且具有低工作电压驱动相似文献   

圆筒型行波非接触超声马达的激励原理研究

提出了一种圆筒型行波非接触超声马达,以圆筒型振子为定子,矩形板压电陶瓷粘贴在圆筒振子的外表面作为激励源以产生周向行波。研究了激励圆筒振子产生周向行波的原理,分别给出了激励点间在空间和时间上的关系,为有效设计和激励定子提供了理论依据。同时对驱动电源与激励点的连接方法进行了研究。最后根据理论分析,设计了马达样机进行实验,取得了良好的转速输出。     

基于超声波微驱动的摩擦改性

提出了一种超声波微驱动摩擦改性的思想。通过激励超声波马达振子的两个对称的夹心式换能器前端头作旋转方向相反的椭圆运动,使摩擦副处于超声波动力润滑状态,同时控制两个夹心式换能器振幅,实现在低速运动时对摩擦力的主动控制达到减小摩擦力的目的。利用气浮导轨、力传感器、低速电机建立了摩擦力模糊控制系统。初步的实验表明,摩擦力大大减小,当振子和负载总质量为3．8kg,电机拖动速度0．5mm/s时,摩擦系数达到0．0053。     

由瞬态响应的测量来估算超声马达的负载特性

为测量超声马达的一些特性,如最大力矩、负载特性(即力矩-速度特性)、转子和定子接触面上的摩擦系数等,本文提出一种由瞬态响应来估算的方法,由接通电源时马达转速阶跃响应的上开曲线可算出其负载特性,而由切断电源时的下降曲线得出接触面的摩擦系数。本方法测量时间快,故不受因温升导致的共振频率漂移等一些问题的困扰。对一混合换能器型旋转马达得到的负载特性与用拉重法所得结果符合很好。对一行波直线马达则考察了摩擦材料的杨氏模量和摩擦系数等参数对马达性能的影响。     

发展中的超声马达

本文简介超声马达的原理、分类和发展状况,并简要地概述几种典型超声马达的结构特点和应用。由驻波马达、行波马达发展到目前利用复合振子的混合型马达,显示出对超声马达的研究正不断深入,并潜在着广阔的应用前景。     

一种驻波型超声马达的研究

研制出一种以长条片关压电陶瓷振子作煊子的驻波型超声马达，该马达具有整体结构简单，易于制作与调整、驱动电路合理、运行稳定的特点；由实验研究，测出了其主要性能参数，利用该马达已开发出特性优异的超声步进马达及时钟模型，小型走纸机。     

摩擦振子行为的建模与探究

一般认为滑动摩擦力正比于接触面之间的正压力，而摩擦系数只和接触面材料有关，与摩擦副之间的相对运动速度大小无关。在对IYPT2020第13课题“摩擦振子”的研究中，我们搭建了适用的实验设备，得到摩擦振子振幅先随时间增大，然后受摩擦轮转速限制而稳定在一定值的实验结果。由理论分析可知，振幅随时间增大的现象是摩擦系数随摩擦副之间的相对速度增大而减小决定的。摩擦系数随速度变化的定量测量证明了这一依赖关系。     

超声马达中夹紧压电环的非轴对称振动

应用环形压电板振子的超声马达具有厚度小的优点,能满足很多工程上的要求。其工作原理和其他类型的超声马达一样,也是通过摩擦力把振子表面质点的椭圆运动变换为转子的运动。因此,为要开发出性能优良的超声马达,必须清楚了解作为超声马达定子的环形板的振动特征。过去对环形板或圆盘的分析均仅考虑自由振动的情形,本文则分析了在环的内缘或外缘夹紧的情况下,环形压电板的非轴对称振动。内容包括振动时的位移分布图样,自由边缘上质点的椭圆运动,表面上感应电荷的分布及机电耦合因数等。还进行了数字计算,并从应用于超声马达的角度出发,对几种不同的振动模式作了评估。     

强耦合混沌系统中的近似同步

以单向驱动耦合Lorenz振子一维链为研究对象，研究振子间的混沌同步行为. 数值计算结果表明，对于变量y驱动x的耦合方式，在合适的耦合强度下，会出现第一个振子和第二个振子不同步，而与次近邻非直接连接的振子(如第三个振子)近似同步. 进一步研究表明，出现这一现象的原因是在大耦合强度下，对于这种驱动方式，第一个振子和第二个振子间出现驱动单变量近似同步；虽然它们之间未出现所有变量的完全同步，但是驱动信号事实上已经传递下去了. 关键词： Lorenz振子 混沌同步 近似同步     

关于线性阻尼振子第一积分的研究

通过引入一维线性阻尼振子基本积分来构造其他第一积分, 包括不含时的积分. 将这种方法推广到多维情形, 构造二维和n维线性阻尼振子不同形式的第一积分; 证明不同类型的二维线性阻尼振子都存在三个独立的不含时的第一积分, n维线性阻尼振子存在2n-1个独立的不含时的第一积分. 利用变量变换将线性阻尼振子的第一积分变换成简谐振子形式的第一积分. 关键词： 线性阻尼振子 第一积分 基本积分 简谐振子     

脉冲激励下环形耦合Duffing振子间的瞬态同步突变现象

研究非周期信号激励下Duffing振子动力学行为变化特征时,发现处于倍周期分岔的环形耦合Duffing振子系统,在一定的参数条件下,脉冲信号能引起其中一个振子与其他振子运动轨迹间出现短暂失同步的现象即瞬态同步突变现象.利用这种现象可以快速检测出强噪声背景中的微弱脉冲信号,从而扩展了现有的Duffing振子对非周期信号的检测范围及应用领域. 关键词： 瞬态同步突变 微弱信号检测 脉冲信号 Duffing振子     

基于耦合Duffing振子的局部放电信号检测方法研究

以双向环形耦合Duffing振子系统为对象, 研究脉冲信号激励下耦合振子间动力学行为变化特征时, 发现其与单向环形耦合Duffing振子系统类似, 在一定的参数条件下, 脉冲信号能引起其中一个振子与其他振子运动轨迹间出现短暂失同步的现象即瞬态同步突变现象. 基于这种现象, 提出了一种微弱脉冲信号检测的新方法, 用于检测强噪声背景中的局部放电脉冲信号. 实验测试表明, 利用本文方法对不同放电电极的局部放电脉冲信号进行检测时, 在低信噪比条件下可取得良好的检测效果, 进而扩展了现有的Duffing振子对非周期信号的检测范围及应用领域. 关键词： 耦合Duffing 振子 微弱信号检测 瞬态同步突变 局部放电脉冲信号     

渤黄东海底摩擦系数数值研究

使用伴随同化方法探讨了四种底摩擦系数处理方法并模拟了渤黄东海的M₂分潮.理想实验表明:伴随同化方法有很强的反演底摩擦系数的能力;为了得到较好的反演结果,反演策略必须与给定的分布一致;如果给定分布很复杂,则需要复杂的反演策略.实际实验表明,底摩擦效应与地形密切相关,而海洋地形十分复杂,故需要较多的独立的底摩擦系数才能得到较好的模拟结果.本文的第四种方法将每一点均作为独立的底摩擦系数,在实验中获得了成功,验证了这种方法的合理性和有效性.     

低温下二维绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维正方绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子-声子相互作用模型.利用格林函数方法研 究了磁振子-声子相互作用下的二维绝缘铁磁体的磁振子谱, 计算了布里渊区的主要对称点 线上的磁振子色散曲线.发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显. 比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响，也讨论了各项参数 的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响. 关键词： 磁振子-声子相互作用 磁振子软化 铁磁体 磁振子谱线增宽     

低温下三角绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子声子相互作用模型.利用格林函数方法研究了磁振子声子相互作用下的三角绝缘铁磁体的磁振子谱,计算了布里渊区的Λ线上的磁振子色散曲线.发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显.比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响,也讨论了各项参数,以及温度的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响.     

光腔中薄膜振子与电磁场耦合关系的数值解

文章以光腔中有两个薄膜振子的情况为例,介绍了计算薄膜振子与电磁场耦合关系的基本原理和数值方法.利用该方法可以求出薄膜振子在腔内任意位置处与电磁场的耦合关系.     

双光控制的分子机器

<正>法国科学家使用两种分子机器制成一种材料,受光照射时会涨大和收缩。其中一种机器是Feringa分子马达,这种马达受到紫外光照射时沿某一方向转动。当马达与聚合物网络连接时,将聚合物链编织起来,使网络收缩,因而做有用的功。但是,这种马达的转动方向不能改变,很难用来生成复杂的纳米机器。如今,法国Strasbourg大学Nicolas Giuseppone团队,使用称作调制器的第二种分子机器克服了这一困难。这种分子机器可以使编织起来的聚合物链松散开,使材料扩展。调制器只有当受到可见光照射时才使聚合物链松散开。这     

等效法处理竖直方向的弹簧振子

从力、运动、能量三个角度,证明竖直方向上的弹簧振子和基本弹簧振子模型的等效性;举例说明把竖直方向的弹簧振子可等效为基本模型,在列方程式求解未知量时更简洁方便.     

压电振子表面振动位移分布的激光干涉仪测量

本文提出了一种采用迈克尔逊干涉仪方法测量压电振子表面振动位移分布的简单方法。当其中一支光路引入一低频相位调制,可使测量结果不受环境机械振动和声噪声的干扰(包括带动微动台移动的马达机械振动和声噪声),因而可进行一维自动测量。当自动测量时,位移振幅一般需大于0.1A,当进行定点精密绝对测量时,最小可测位移为5×10~(-2)-5×10~(-3)A,最后给出了几种压电振子的测量结果。     

组合振子天线实验研究

组合振子是超宽带天线研究的一个重要方向，因为这种天线从设计的一开始就考虑到了低频辐射能力的提高，并采用电偶极子和磁偶极子组合的方式，力图使得振子主辐射方向上的波阻抗与自由空间相匹配，从而保证辐射场为纯净的TEM波。