气动量仪的气电转换研究

气动量仪因在几何尺寸测量中具有精度高,使用简便可靠的优点而被有效地采用。本研究将气动量仪的浮标移动输出改造成电信号实现微机数显和打印输出,给出了良好的测量系统输出特性,完成了浮标式气动量仪的数显化。     

基于固—气耦合物理相似模拟的实验装置研究

采动裂隙演化与卸压瓦斯渗流耦合的物理相似材料模拟实验是研究采动影响下煤岩体渗透率变化规律及分布特征的基础,文中通过研制"固—气"耦合物理相似模拟实验台,设计耦合实验中的开采系统、充气系统和测试系统,进行了相似模拟实验及渗透率测定。开采系统保证箱体气密性的同时实现了煤层的模拟开采,测试系统验证了试验箱内气体在岩层中的流动规律符合达西定律,进而验证了实验装置的可行性,从而为研究采动裂隙场时空演化与卸压瓦斯渗流耦合规律的相似模拟实验奠定实验基础。     

新型高频电脱工艺研究与动态实验装置设计

随着中国经济的持续增长、对能源的需求日益提高,石油供给已成为影响国家经济发展的战略问题。海上石油开采量日趋增加,但海上平台开采出的原油,普遍含水率较高,部分原油含水率甚至可高达70%以上,需进行脱水处理后才能进行输送与炼制加工。针对海上平台原油脱水处理能力有限以及脱水效率低的问题,在研究高频高压电场对油水作用机理的情况下,利用电场仿真与实验研究的方法,创新提出一种新型非均匀电场模型及高频电脱动态实验装置,该装置采用新型异径圆柱体电极,构建出不均匀电场,同时搭建的动态实验装置对原油电脱水过程进行动态循环,实现对高含水原油的电脱水处理。实验表明,利用该装置对高含水原油进行动态电脱水,出口油中含水达到0.7%,其电脱效率优于现今电脱器的电脱效率,具有较大的推广应用价值。     

基于多次压电效应的自感知执行器研究

针对多次压电效应在同一压电体上双向可逆的特点,进行了多次压电效应实现压电执行器位移自感知的理论分析,由此阐明了压电体中多次逆与多次正效应的一一对应关系,以及介电电位移与多次正压电电位移分离的可行性.通过引入参考电容,采取电流积分与差分比例运算电路相结合的方式,得到一种较电桥电路解耦更易于在工程实际应用的方法.采用PZT-5叠堆执行器进行实验,验证了该解耦方法的正确性,同时得出了PZT-5叠堆二次正压电效应的线性系数,并进一步分析了三次压电效应对自感知执行器的分辨力和精度的影响,为压电自感知执行器性能的改善提供了一条新途径.     

多压电驱动器系统迟滞和蠕变前馈补偿控制

压电驱动器具有迟滞和蠕变等非线性特性,影响定位精度和限制系统性能。提出一种同时补偿多个压电驱动器迟滞和蠕变的控制方法。通过基于模型的开环控制补偿实现单个压电驱动器的线性化,将含有多个补偿后线性化压电驱动器的系统视为线性系统,应用叠加原理构建影响系数矩阵描述压电驱动器间的耦合效应。在前馈通路串联影响系数逆矩阵与多个线性化压电驱动器实现系统开环补偿控制。实验结果表明在阶梯形信号作用下,多压电驱动器系统的迟滞和蠕变特性同时显著减小,表明开发的前馈补偿控制方法在准静态应用中是有效可行的。     

基于电阻抗单元的含裂纹智能梁的动态特性

分析了受一对分布式双压电片激励产生弯曲的含裂纹智能梁的动态特性.智能梁被划分为有限个电阻抗单元,在这些单元中包括双压电晶片梁阻抗单元和弹性梁阻抗单元,分别用一个5×5和4×4的阻抗矩阵表示.基于阻抗单元间和裂纹处的连续条件以及智能梁的边界条件,求解线性阻抗方程,建立起裂纹参数及其他系统参数和压电片输入导纳间的关系,并方便地得到含裂纹智能梁受压电片激励的动态特性.通过数值算例,分别对含单边和双边对称裂纹的智能梁的动态特性进行了讨论,并与已知实验比较,比较的结果说明了分析方法是有效的.     

基于积分器的压电陶瓷自感知执行器研究

拟用压电陶瓷执行器自感知位移,省去外部传感器．从基本压电方程出发,推导出压电陶瓷执行器晶片上自由电荷中包含的执行器位移信息,进而提出了一种基于积分器电路的压电陶瓷执行器位移自感知方法．对压电陶瓷叠堆执行器设计了电压驱动电路,同时设计了获取自由电荷的积分器电路．基于此复合电路,执行器在执行的同时,可以感知其自身的位移．该方法使得自感知电路的调节和感知信号的获取变得容易,克服了电桥法自感知电路阻抗不易匹配的不足．实验结果表明,在不同的驱动电压波形、不同的驱动电压频率下,基于积分器的压电陶瓷自感知执行器均能够很好地获取执行器的位移信号．     

含有粘贴式压电作动器的锥壳结构振动主动控制研究

针对某卫星发射过程中所应用的适配器模型,利用4节点Mindlin板单元对其进行了有限元建模,将分布式压电作动器的影响作为动力学边界条件加入模型当中;试验数据与理论计算结果对比证明该方法能够满足精度要求,此外与通常的层合理论建模方法相比,该方法更加简洁,大大降低了计算量;利用基于独立模态空间控制的方法对锥壳结构进行了振动主动控制研究,仿真结果可以看出利用少数作动器即可达到理想的控制效果.由于控制器本身比较简单,具有很好的鲁棒性,因此对于实际工程应用具有非常重要的指导意义.     

Modeling and optimal vibration control of conical shell with piezoelectric actuators

In this paper numerical simulations of active vibration control for conical shell structure with distributed piezoelectric actuators is presented. The dynamic equations of conical shell structure are derived using the finite element model (FEM) based on Mindlin's plate theory. The results of modal calculations with FEM model are accurate enough for engineering applications in comparison with experiment results. The Electromechanical influence of distributed piezoelectric actuators is treated as a boundary condition for estimating the control force. The independent modal space control (IMSC) method is adopted and the optimal linear quadratic state feedback control is implemented so that the best control performance with the least control cost can be achieved. Optimal control effects are compared with controlled responses with other non-optimal control parameters. Numerical simulation results are given to demonstrate the effectiveness of the control scheme.     

灌溉控制器探头结构及传感性能实验研究

要改变传统的灌溉方式,推行现代精准农业,没有稳定、可靠、精确的土壤湿度探头就无法保证智能化节水灌溉的实施．文章提出了通过研发不同形状的土壤湿度探头来提高其灵敏度和精准度,并对这些探头进行了实验研究．结果表明,内“W”形土壤湿度探头和工字形土壤湿度探头检测到的电阻值最小,矩形探头检测到的电阻值最大．内“W”形土壤湿度探头...     

0-3型PZT/PVDF压电复合材料压电性能研究

以PZT和PVDF为原料,采用热压和冷压两种工艺制备了0-3型压电复合材料,其中PZT陶瓷粉末由sol-gel法制得。研究了不同因素对复合材料压电和介电性能的影响。实验结果表明在相同成型压力下,PZT体积含量为70%时,热压和冷压工艺制备的复合材料d33分别为41和24,相差达到17,而ε相差最大值达到32.4。     

滑油冷却器强化换热试验研究

对3个采用整体针翅管的滑油冷却器进行了传热试验,结果表明:经改进后的滑油冷却器具有良好的强化换热效果.当换热管数量减少1/2,在相同的油质量流量下,强化管冷却器的换热量是光管滑油冷却器的1.06倍,换热系数是光管滑油冷却器的2.2倍.     

Bluff body flow-induced noise control with sliding plasma actuators

Sliding plasma actuators were used to control the flow-induced broadband noise radiating from a bluff body. The structure consisted of a cylinder and a torque link that was installed on the lee side of the cylinder. The objective was to reduce the noise generated during the cylinder wake impinging on the torque link. By manipulating cylinder wake with the externally-imposed body force generated by the plasma actuators, the flow-structure interaction was reduced, leading to an attenuation of the broadband noise up to 3 dB in overall sound pressure level at a free stream speed of 30 m/s.