基于正弦波和方波调制的高压放大器比较与实验研究

介绍了基于正弦波和方波调制的高压放大器的不同工作原理,并对其出力系数进行了推导.静电悬浮支承系统中的高压变压器与一般的电源变压器不同,文中对变压器的模型进行了深入的分析并进行了仿真研究.对高压放大器进行实验研究的结果表明,方波高压放大器比正弦波高压放大器出力系数增加80%以上.由于方波含有高次谐波,造成系统功耗变大,在采用开关调制模式后,方波高压放大器的高压输出能力加强,在输出1200V的高压时,功耗比原有的线性调制模式减小了约19.5%,这对于长时间工作的静电悬浮系统具有极其重要的意义.     

基于单像素成像的微小位移测量方法

激光散斑位移测量法是一种重要的现代光学位移测量方法,由于受到图像传感器元件感光性能限制,难以在强干扰光条件下获得有效散斑场信息,进而无法获取位移场数据,因此,基于单像素成像技术,本文提出一种新的激光散斑位移测量方法:对散斑信息进行图案编码调制,并使用单像素探测器采集调制后的光强信息;利用Walsh-Hadamard Transformation(WHT)成像算法对散斑场图像进行重建;最后结合自相关算法确定物体的位移场信息。分别利用商业相机和单像素成像技术对散射介质的单轴微小位移进行测量,结果表明基于单像素成像技术的激光散斑位移测量技术可以获得较好的测量结果。相比于传统测量方法,基于单像素成像技术的激光散斑位移测量方法在复杂环境中具有一定的优势,可实现强光干扰下的位移场测量。     

测量温度和位移的光纤Fabry-Perot干涉仪

本文描述了两种光纤Fabry-Peort干涉仪的原理、结构和制造方法.采用光频调制方法用以辨别干涉时域条纹的移动方向,实现了对温度和位移的测量.另外还介绍了条纹计数检测的电路原理.     

硅微隧道式加速度计的输出反馈控制电路设计

为提高硅微隧道式加速度计的灵敏度,必须设计出高灵敏度的输出和反馈控制电路。在电路设计中,通过采用行之有效的措施来降低噪声和干扰可达到提高灵敏度的目的,如：将隧道式加速度计敏感单元的参考地设置为同一的大地;采用能抑制隧道式加速度计敏感单元和半导体器件所产生的1/f噪声的低噪声运算放大器;在电压信号放大过程中,尽量抑制干扰和噪声;且在电压反馈电路设计中,保护敏感单元不受损坏等措施。测试结果为标定因数1.2659V/g,其非线性度小于1%,可见在提高线性度的基础上也提高了灵敏度。     

机抖激光陀螺随机噪声注入方法研究

机抖激光陀螺通过在抖动驱动信号中注入一定强度的随机噪声来消除动态闭锁误差.为了适应机抖激光陀螺小型化和其控制电路数字化的发展,设计了在以抖动驱动信号采用方波形式的基础上,其随机噪声的注入采取了应用寄存器产生的伪随机噪声-m序列按照对方波占空比进行调制的方式,并建立了抖动机构的数学模型,应用所建立的模型通过Matlab中的Simulink进行了仿真.依照随机噪声注入效率的计算方法,文中采用的方式其噪声注入效率要高于以往采用的应用高斯白噪声对交变正弦波驱动信号进行幅值调制的方式,对此进行了实验验证,证明这种随机噪声注入方式效果良好.     

弹体高过载硬回收测量技术的实验探讨

为提供引信服役的力学参数,达到引战配合目的,弹体过载(减速度)的测量十分必要。采用硬回收法测量了高速侵彻混凝土的先进钻地弹缩比弹过载时间历程。实验弹最大直径48mm,计及过载测量装置,弹体质量约1.8kg,撞击速度1142m/s。过载测试系统模块化和集成化设计,包括过载测量模块、电路模块、信号存储模块、电源模块和外部计算机模块,传感器为压阻式。量程在(-8~21)104g,可测量过载幅值约20104g。     

基于不对称方波调制的光纤陀螺本征频率测试方法

针对工程化过程中本征频率测试不方便的问题,提出了一种新的解决方法。从光纤陀螺本征频率的测试机理出发,采用不对称方波对Y波导进行调制,分析解调信号,得到相邻脉冲宽度差值的绝对值与调制频率的关系,将本征频率的测试转化为极值搜索问题,提出了结合直接数字合成技术和极值搜索算法的设计方案。方案通过Matlab仿真进行验证,结果表明,该测试方法的测试精度可达0.1kHz。与传统测量方式相比,基于不对称方波调制的测试方法可以实现光纤陀螺本征频率的自动测试,测试精度高、速度快。     

可控排气式气囊着陆缓冲特性研究

为了综合考量空投设备着陆缓冲过程中的最大过载、最大下降位移以及气囊最大超压等因素,利用LS-DYNA软件数值分析了一种可控排气式气囊的着陆缓冲特性,研究了排气阀的开口面积和压力门限对该系统缓冲性能的影响。结果表明:开口面积和压力门限对缓冲性能有显著的影响,取值过大或过小均不能满足缓冲性能要求;一定范围内增大开口面积可有效降低设备的最大过载和气囊的最大超压,但同时会降低设备的最小离地高度;压力门限对气囊最大超压量的影响较小,一定范围内降低压力门限可降低设备最大过载。     

铁心切割对静电悬浮用方波变压器性能影响的研究

高压变压器是静电悬浮系统的关键元件之一.微晶合金C型铁心的采用使方波变压器的制作工艺变得简便,但铁心截面的切割质量和装配工艺对变压器的性能有着很大影响.该文从理论和实验两方面对这种影响进行了研究,提出了采用细砂纸手工研磨铁心截面的办法改善变压器的性能.测试表明,铁心研磨后变压器的静态功耗降低57.6%,通频带拓宽29%,出力系数提高8%.结果表明,铁心研磨的措施能够显著减小铁心切割对变压器性能的影响,这对于变压器的设计和性能优化具有重要参考价值.     

航海-ⅢG陀螺罗经电源系统

本文介绍航海-ⅢG型陀螺罗经用大功率三相正弦波脉宽调制中频静止电源,它由EPROM构成的可编程正弦波脉宽调制信号发生器、A/D转换器组成的幅度调节器以及场效应管功率放大器等电路组成,输出频率、幅度、相位稳定的纯三相正弦波,具有效率高、负载能力强等优点,该电源还设置了多种故障检测、报警和多重过载保护电路,整机性能稳定,工作可靠.它不仅适用于航海型陀螺罗经的供电,对于其他功率较大的中频供电场合也是适宜的.     

机抖激光陀螺方波驱动方式的谐波分析

针对方波驱动方式下机械抖动激光陀螺抖动幅度控制的问题,对机抖陀螺抖动的稳态幅度和驱动信号的维持时间之间的关系进行了研究。分析了某型机抖激光陀螺抖动机构的工作特性,通过谐波分析法证明了方波驱动波形在驱动效果上可以近似的由其一次谐波来等效进行分析,得出了方波驱动方式下抖动稳态幅度与方波驱动信号维持时间之间满足正弦函数关系的结论。分析了某型机抖激光陀螺实际驱动信号波形,证明了实际情况下上述结论的有效性;通过仿真对文中的结论进行了验证。     

Second harmonic generation in elastic surface waves on an isotropic solid

A procedure for solving the problem of non-linear propagation of elastic surface waves is given. An expression for the particle displacement of the second harmonic is obtained. It is shown that the amplitude of the harmonic increases linearly with distance and time and is proportional to the square of the amplitude of the fundamental frequency wave.     

Analytical solutions of tsunamis generated by underwater earthquakes

Tsunamis induced by underwater earthquakes are theoretically analyzed by applying the linear potential theory. Special attention is placed on the initial state of tsunami. For instantaneous seabed deformations, analytical wave solutions induced by three fundamental seabed deformations at initial stage are derived rather than integral expressions in past studies. These analytical solutions constitute a fundamental base for analyzing waves generated by arbitrary seabed displacement with the help of Fourier analysis. Tsunamis induced by non-instantaneous seabed deformation are analyzed as well. For the sake of examining the contributions of all wave components involved in the tsunami waveform, the amplitude density is proposed to examine the effects of deformation width, water depth, harmonic mode and rising time on waveforms. Results show that a larger ratio of water depth to deformation width results in a greater difference between initial waveform and seabed deformation, and the effect of the rising time is significant in deeper-water configuration. For cosine and sine seabed liftings, the effects of higher harmonic modes might be ignored.     

具有弹性放大器的双稳态压电俘能器建模及参数影响分析

利用广义Hamilton变分原理,建立了具有弹性放大器的双稳态压电俘能系统BPH+EM的动力学方程。考虑谐波激励,采用调和平衡法获得了BPH+EM系统的位移、输出电压和功率的解析解。利用求得的解析解,讨论了BPH+EM系统扩大能量俘获的频率范围和提高能量俘获效率的机理,研究了弹性放大器的刚度质量比对BPH+EM系统的动力性能影响规律。当弹性放大器的刚度质量比趋于无限大时,具有弹性放大器的双稳态压电俘能系统退化为双稳态压电俘能系统BPH。弹性放大器的刚度质量比趋于0但不等于0时,BPH+EM的俘能效率低于BPH。结果表明,在合适的刚度质量比范围内,BPH+EM的俘能效率显著优于BPH。研究结果为BPH+EM系统的优化设计提供了理论指导。     

改进的特征线方法及过载对水锤效应影响分析

传统特征线方法对过载作用下的水锤计算具有局限性,无法为水锤防护提供可靠性指导。本文在考虑过载效应和动态摩阻的基础上,提出了改进的特征线方法,该方法能准确模拟过载作用下水锤最大压力峰值及水锤波的衰减特性。基于该方法,建立了过载作用下水锤效应数学模型,通过分析结果与CFD数值仿真及实验数据对比,验证了改进特征线方法的正确性。分析结果表明,在恒定过载作用时,阀门位置的流体压力随过载量的增加而增大,且管轴向过载的影响大于横向过载;关阀过程受到瞬时过载作用时,过载效应对水锤最大压力峰值影响显著,而对关阀后水锤波的传播和衰减影响较小;同时,分析了过载效应下关阀特性和流体密度等参数对水锤效应的影响规律。     

Aerodynamic characteristics of a square cylinder with a rod in a staggered arrangement

The aerodynamic characteristics of a square cylinder with an upstream rod in a staggered arrangement were examined. The pressure measurement was conducted in a wind tunnel at a Reynolds number of Re_D=82,000 (based on the width of the square cylinder) and the flow visualization was carried out in a water tunnel with the hydrogen bubble technique at Re_D=5,200. When the rod and the square cylinder were in tandem, the reduction of drag was mainly caused by the increase of the rear suction pressure. When the staggered angle was introduced, the shield and disturbance effect of the rod on the square cylinder diminished, which results in the increase of the cylinder drag. The side force induced by the staggered angle is small (the maximum value is 20% of the drag of the isolate square cylinder). There were six different flow modes with various staggered angles and spacing ratios, and the corresponding flow patterns are presented in present paper.     

基于扭摆的微冲量测量方法及实验研究

超高微重力水平的卫星平台在空间引力波探测、地球重力场测量中发挥着重要的作用,脉冲微推力器可以帮助微重力卫星实现姿态控制.微冲量是评价脉冲微推力器性能的重要指标之一,常用的基于扭摆的微冲量测量方法有两种,方法一是根据单个冲量元瞬间作用于无阻尼扭摆后,扭摆转动最大角位移计算冲量,方法二是根据高固定频率的连续脉冲作用于有阻尼...     

双模量隔冲减振器在半正弦波冲击环境下响应的数值分析

将环境对双模量隔冲减振器的冲击分为两个阶段,在半正弦波冲击作用阶段采用双自由度模型进行响应计算,并以终了时刻的位移和速度作为自由振动阶段的初始条件,对自由振动阶段的单自由度模型进行响应计算。分析了某双模量隔冲减振系统在受半正弦波环境冲击下的响应特性,并与线性系统在受该冲击下的性质进行了比较。分析结果表明较易实现的双模量隔冲减振器具有较好的效果。     

蜿蜒边界下平面流的线性流动稳定性

为便于数值分析,蜿蜒河流水动力和演变模型中一般隐性假设二次时均流-二次涡的关系与明渠流时均流-明渠湍流的关系相同,但由于高雷诺数下的DNS算力限制和实验尺度限制,这种隐含假设是否成立目前尚无相关湍流研究来支撑.文章试图通过分析明渠湍流和二次湍流发展初期的研究,侧面揭示其湍流结构的异同.通过对曲线正交坐标系下的平面二维NS方程使用双参数摄动的方法,建立了一种求解蜿蜒边界弱非线性层流的摄动解法,并推导得出一个适用于蜿蜒边界的EOS方程以及其特征值问题的解法.蜿蜒边界下弱非线性层流解为一系列蜿蜒谐波分量的叠加,其中线性部分使得两壁产生流速差,非线性部分随着雷诺数增大呈指数增长.水流的扰动增长率特征谱的第一模态与直道流相似,由3条曲线、4个波段合成,但其长波段和短波段的扰动流场与直道流不同,所有短波段的扰动流速近似于KH涡.蜿蜒边界对内部水流扰动有一定的选择性.偏角幅值越大扰动增长越快;蜿蜒波数的影响则为先增后减,有一个使扰动增长最快的蜿蜒波数.扰动流场由一个典型的TS波和一对波包形式的二次涡叠加而成,波包只有纵向流速分量,包络线由蜿蜒波数控制,波包内是与直道扰动波参数相同的TS波.