压电等应变梁能量回收装置研究

针对应变分布对悬臂梁能量回收装置输出的影响,提出一种变厚度等应变结构,并用多层金属片构成的阶梯梁对该理想等应变结构进行近似.制作了4层阶梯梁能量回收装置,其中能量转换压电片采用压电纤维复合物(MFC).通过测量梁的应变分布和压电片输出,证明压电片能量在阶梯梁结构下是等截面梁结构下的2.89倍.     

机械动态系统混沌状态特征与判据应用研究

本基于混沌动力学与分行几何学理论分析，通过研究机械动态系统的Lypunov指数、关联维数、Kolmogorov熵以及它们对系统吸引子特征的描述，结合递次振幅图方法，提供了一种证明系统状态混沌性的方法。并以变速箱中齿轮运行状态为例，通过对其动态信号混沌特征量的研究，证实了该系统混沌性，进而得出对系统故障进行进一步混沌预测的可行性。     

Principal parametric and three-to-one internal resonances of flexible beams undergoing a large linear motion

A set of nonlinear differential equations is established by using Kane‘s method for the planar oscillation of flexible beams undergoing a large linear motion. In the case of a simply supported slender beam under certain average acceleration of base, the second natural frequency of the beam may approximate the tripled first one so that the condition of 3 : 1 internal resonance of the beam holds true. The method of multiple scales is used to solve directly the nonlinear differential equations and to derive a set of nonlinear modulation equations for the principal parametric resonance of the first mode combined with 3 : 1 internal resonance between the first two modes. Then, the modulation equations are numerically solved to obtain the steady-state response and the stability condition of the beam. The abundant nonlinear dynamic behaviors, such as various types of local bifurcations and chaos that do not appear for linear models, can be observed in the case studies. For a Hopf bifurcation,the 4-dimensional modulation equations are reduced onto the central manifold and the type of Hopf bifurcation is determined. As usual, a limit cycle may undergo a series of period-doubling bifurcations and become a chaotic oscillation at last.     

一种机械式扫描血管内超声探头

在心血管疾病的诊断上,血管内超声起重要作用。然而由于机械式旋转探头普遍存在不均匀旋转现象,从而使成像质量下降。因此,该文将驱动电机置于探头前端,以避免长距离传输。压电马达主体的直径为1 mm,长为10 mm。此电机具有稳定及低功耗特性,且在低电压驱动下速度较高。该文还展示了探头的扫描成像结果,结果表明这种探头具有一定的可行性。     

多足并联型压电电机的柔性定子设计

并联压电电机采用多个压电致动器提高电机输出功率,但由于驱动器间相互干扰,导致输出效率下降。该文提出了一种由簧片和质量块组成的柔性驱动足定子结构,可降低并联直线电机中致动器间的相互干扰。建立驱动足的接触振动模型,并分析各参数对输出性能的影响。设计并制作电机样机,实验结果表明,电机的输出力随着预紧力增大而增大,激励电压峰-峰值为30 V时电机的最大输出力可达1.8 N。激励电压越大,电机的最大输出力越大。通过六足和四足电机的负载特性测试对比,证明了每个驱动足都可有效作用于滑轨上,驱动足间的相互干扰降低,输出效率提高,且电机的输出力可随着驱动足数量的增大而线性增大。     

高压应力下压电叠堆静态特性研究

研究了PZT5软陶瓷压电叠堆在100 MPa高压应力下、PZT4硬陶瓷压电叠堆在300 MPa高压应力下的位移输出特性变化,分析了应力对它们压电性能的影响,并对软陶瓷压电叠堆的重新极化问题和硬陶瓷压电叠堆的做功能力进行了讨论.实验结果表明,软陶瓷压电叠堆在适当的低压应力下,压电性能显著提高,较高的压应力下则出现退极化,卸载后重新极化可以恢复大部分性能.硬陶瓷压电叠堆在高压应力下压电性能有所提高,做功能力远高于低应力时,高压应力可更有利于发挥硬陶瓷的做功优势.     

PtSi肖脱基势垒红外焦平面光腔结构的研究

重点介绍PtSi肖脱基势垒红外焦平面光腔的介质生长技术及介质的折射率和介质层厚度对PtSi肖脱基势垒探测器性能的影响,发现适当的合金条件和减薄PtSi层厚度有利于提高探测器的量子效率,背面增加抗反射层能减少红外辐射在入射界面的能量损失.     

用在频谱细化中Chirp-Z变换的特性分析

通过理论分析与仿真,证实了Chirp Z变换对单一频率信号进行细化方面的有效性,可以通过求极值点的位置得到较为精确的频率值；而对于多频率信号而言,如果它们相距较远,则影响不大,但在较近的时候,不但对它们的区分受到fs/N这个值限制,而且对频率的读数也将产生一定的误差,这个误差可达分辨率的50%以上。因此,利用Chirp Z变换来区分两个频率相近的信号不但能力十分有限,而且也不精确。     

基于恒流源的改进型压电陶瓷高压驱动电源

恒流源压电陶瓷驱动电源具有结构简单及频响好等优点,但静态功耗高是其突出缺点。该文提出了一种改进的恒流源压电陶瓷驱动电源,在静态功耗一定的情况下,提高了其动态输出能力及竞争能力。该改进型压电陶瓷驱动电源的样机具有2.4~300V的输出电压范围,在静态恒定电流为0.1A时,动态输出电流最大可达0.44A。基于恒流源的高压驱动电源,驱动电压主要由驱动管的耐压决定,原理上可得到远高于现有高压运放的水平,在高压压电陶瓷驱动方面有广阔的前景。