基于磁耦合共振的无线能量传输特性分析

为了提高磁耦合共振系统的能量传输效率,通过研究系统无线能量传输特性,探索了系统传输效率随耦合距离变化的规律。基于二端口网络分析方法,建立了磁耦合共振无线能量传输的等效电路模型,求解出共振系统发生频率分叉现象产生的条件以及最大效率时的频率表达式。通过数值仿真对共振系统传输特性进行了分析,揭示了系统的固有共振频率会随着耦合距离的增加,由两个相差较远的共振频率逐渐靠近,直至跨越临界条件,汇聚为一个共振频率的规律。实验结果与理论分析吻合,所建理论模型能够准确描述整个共振系统的能量传输特性。结论可为优化磁耦合共振无线能量传输系统工作效率提供理论依据。     

体内微机电系统无线能量传输技术的研究

无线能量传输技术主要利用电磁感应原理来传递能量,是近年来比较热门的新型电能供给技术,在许多场合有着广泛的应用前景.对无线能量传输技术进行详细的分析和研究.首先介绍了基于松耦合电磁感应的体内微机电无线能量传输系统的基本原理和基本结构,然后以互感模型为基础,建立了等效电路和数学模型,最后通过计算机仿真和实验对比,分析和讨论了无线能量传输系统电磁耦合结构参数对其系统性能的影响.     

磁耦合谐振式无线能量传输效率分析

为分析无线能量传输的效率问题,利用电磁仿真软件HFSS,建立了单个线圈模型,利用单个谐振线圈模型构建了基于磁耦合谐振的能量传输系统。通过S参数曲线直观反映能量传输效率的变化规律,验证了磁耦合谐振式能量传输效率远远大于一般的感应耦合。通过改变模型中两线圈的相对位置,分析了线圈距离、夹角等因素对能量传输效率的影响,依据效率变化曲线,直观展示了频率分裂现象。仿真和分析表明,为实现系统的高效率、远距离能量传输,应尽量减小收发线圈的角度和线圈的错位偏移量,该系统为设计和优化无线电能传输系统提供了一种理论分析方法。     

基于磁耦合谐振的线圈优化设计

磁耦合谐振无线能量传输技术近几年已经引起了广泛的关注和研究,但因为收发线圈体积较大,对于小功率设备的实际应用存在一定的困难.针对该问题,首先建立无线能量传输模型,从理论角度分析线圈Q值在能量传输中的作用;其次,通过三维电磁仿真软件HFSS对手持设备尺寸大小的平面螺旋电感进行优化设计;最后搭建一个小型无线能量传输系统,实现距离为0.1m、传输效率为60%、接收功率为5 W的能量传输,为小体积线圈在小功率设备中的应用提供参考.     

超声波无线能量传输系统建模

通过压电器件进行能量传输在植入式生物医学领域具有良好的应用前景.植入深度是超声波无线能量传输系统的关键参数.为了研究植入深度对传输效率的影响,设计了一套水下超声波无线能量传输系统,通过调整发射器和接收器之间的相离来模拟不同植入深度,采集了接收器的输出电压数据;利用SPSS和Matlab软件,运用统计学方法对实验数据进行分析,建立了线性回归模型,并对模型进行了校验.实验结果表明:超声波能量传输效率与发射器和接收器之间的距离有关,接收器输出电压随距离的增大而减小;所建模型的拟合度达95%,预测误差小于10%,具有较好的预测效果.     

无线能量传输技术及其在扭矩监测系统中的应用

为了向安装在旋转部件上的监测系统持续稳定地输送能量以保证其正常工作,提出了基于微带天线的能量传输技术,并根据实际应用的要求设计了能量传输系统的总体方案.对于发射天线的馈源问题,提出了一种分散式的供源方案,并对单对天线、多对天线的能量传输情况进行了研究.分析了交错速度对能量传输系统的影响.结果表明,采用本方案来传输能量可以满足实际应用需要.     

板-波传输系统的间接稳定性

文章研究在板上施加摩擦阻尼，板-波传输系统的间接稳定性。应用算子半群理论证明了传输系统的适定性；接着运用频域分析和能量乘子技巧证明了整个传输系统的能量是多项式衰减的。从控制的角度来看，实现了仅由板的阻尼镇定整个传输系统的目的。     

两负载式谐振耦合无线电能传输系统

在无线电能传输系统应用中,接收装置之间互相靠近时交叉耦合的存在,使发射端的能量不能有效的传送给多个接收端.针对无线电能传输系统中多负载装置这一研究热点,建立了含有两个接收端的谐振耦合式无线电能传输系统模型.首先从等效电路的角度进行展开,提出在交叉耦合的情况下运用最大平均功率传输定理,使系统满足阻抗匹配;然后从耦合系数的角度研究接收端的负载功率,对不同负载功率的公式进行了推导和数值计算,并通过实验仿真验证了理论分析的正确性.结果表明,系统在最大平均功率传输定理实现阻抗匹配的基础上,通过调节发送端和接收端的耦合系数,不需要改变接收装置的位置,就能够减少发送端的反射系数,从而使负载端有效的接收发送端发送的能量.     

数控机床的能耗模型及实验研究

为了预测与评估数控机床能耗,提高机床能量利用率,对数控机床的能耗特性展开研究。根据机床能耗部件的特性,将数控机床整机能耗分解为4个部分:主传动系统空载能耗、进给系统空载能耗、辅助系统能耗、切削能耗(包含刀刃去除材料能耗和附加载荷损耗)。依据耗能机理和实验统计规律分别对这4个部分进行建模,进而建立机床整机一般能耗模型。在1台立式加工中心上开展相关能耗实验,将能耗模型应用于该机床的能耗研究分析。研究结果表明:机床能耗模型具有较好的适用性,可以较准确地预测机床能耗及其分布情况,这为机加工系统的能耗评估、节能优化以及低碳制造提供依据。     

基于生物安全性的无线能量传输系统接收线圈优化设计

分析了电磁生物安全性和人体内接收线圈温升安全性对无线能量传输系统的接收线圈设计带来的约束,建立了以能量传输效率为目标函数、以安全性和能量需求为约束条件的最优化模型,以实现接收线圈的优化设计.应用最优化模型对胶囊内窥镜的接收线圈进行优化设计,实验证明了该方法的可行性.
     

机床传动系统采用公用齿轮的特点及其设计

本文着重从理论上阐述了采用双公用齿轮的特点,提出实际设计多传动比传动系统的关键在于求出双公用齿轮传动比和齿数,并导出所用的公式和提供实际设计计算使用的图表。     

如何降低机床主传动噪音和空载功率的探讨

降低机床噪声和空载功率是提高产品质量的重要方面之一,本文就如何合理地设计主传动系统来降低机床噪声和空载功率的问题进行一些分析。     

数控机床能耗多通道监测系统的数据处理研究

针对使用多通道监测系统监测数控机床能耗信息时存在的信号干扰、采样率不同等问题,提出了一种基于软件编程的数据预处理方法。通过设计低通滤波器,对采集信号进行滤波处理,消除数控机床加工过程中采集信号振动较大、干扰噪声较多的问题。对于个别系统的采样率不同,利用重采样技术改变其采样频率,获得新的采样序列。根据数控机床切削和空载转换时采集信号的突变,运用多阈值分割算法,基于Matlab编程获取其突变特征点,并以此为基准实现不同采集系统之间的数据同步。研究结果表明,运用上述方法对采集信号数据进行预处理,为后续分析数控机床能耗信息带来了极大的便利。     

通用机床主传动系统的计算机辅助设计

本文以基本传动机构来组成通用机床主传动系统,编制了人机对话型的通用机床主传动系统的CAD程序。程序可满足多种特殊要求;可由设计人员按照以轴距和为最小的目标,或以最大线速度和为最小的目标,或兼顾这两者的多目标,进行优化设计。本文以铣床为例进行了应用设计,运用多目标进行优化设计,其结果与现有X62W进行对比,轴距和缩小了9.03％,最大线速度和缩小了17.55％。     

在机床主运动系统CAD中确定计算转速的一种新方法

本文提出了一种在机床主运动传动系统CAD中确定计算转速的新方法。这种方法是通过对机床主运动传动系统结构网的分析,引入了坐标图的概念,并利用从结构网到坐标图的变换,使得在确定计算转速坐标值的整个运算过程中与传动系统的传动比无关,而且所有计算都是整数运算。这种方法适用于各种类型的机床主运动传动系统(即顺序扩大,非顺序扩大,等公比,不等公比,有重复转速等)。     

车削功率约束适应数字控制系统的研究

本文介绍一种在普通车床上建立的以TP801-Z80单板机为控制主机的车削过程功率约束型适应数字控制系统,阐述系统的结构设计、分析系统的控制性能以及管理程序设计框图。通过切削试验说明:这种系统有助于充分发挥机床的加工能力,提高机床功率利用率和节约能源。     

数控机床进给传动系统优化设计研究

数控机床进给传动系统的设计，一般是根据系统的要求，对各个部件进行单独设计．本文按照优化设计的理论和方法，对该系统进行整体优化设计研究，以得出系统最优目标值下主要参数的选择．     

数控机床进给系统的空载功率模型和空载功率影响因素分析

在分析数控机床关联部件能量消耗的基础上,建立数控机床进给系统的功率模型,研究进给系统的空载功率特性和影响空载功率的因素,并对1台数控机床进行仿真分析和实验验证。结果表明,进给系统的空载功率与进给速度是单调递增的二次函数关系,进给速度和负载质量影响进给系统的空载功率,但是负载质量对空载功率的影响极小。仿真分析及实验验证结果证明模型是有效的。     

基于数字孪生的数控机床虚实交互监控系统设计

针对传统的监控技术和虚拟仿真技术无法直观体现数控机床实际运行状态的问题,结合新一代信息技术和数字孪生理念,设计了基于数字孪生技术的数控机床虚实交互监控系统.以某型号数控机床为例,首先通过Portal软件对系统架构和相关功能进行设计,在此基础上将传感器采集的信息通过PLC和以太网传输到系统中进行模拟量转换;然后通过OPC-DA将系统中的数字孪生数据与数字孪生体相连接,实现信息的接收和传输,完成虚实结合;最后采用该方法对机床的振动信号进行实时监控和远程控制面板的设计.实验结果表明,利用数控机床虚实交互监控系统和数字孪生体对加工过程进行双重监控可以更加有效、直观地体现机床的实际运行状态,并且利用虚实交互监控系统对数字孪生体进行虚拟控制可以进一步扩展数字孪生技术的应用领域.     

基于健身车动力的洗衣机的设计研究

在节能环保的主题下,运用组合创新法实现健身车与洗衣机的组合设计。这一设计改变了以往洗衣机的使用方式,利用人健身时产生的运转动能为洗衣机提供能量或将运转动能转化成储蓄电能。在此基础上,通过对健身车的结构进行改良及对其传动系统进行设计来实现健身车与洗衣机之间的能量转化。