基于机器视觉的柔性机械臂振动位移测量

 针对传统的振动位移测量方法中,间接测量法误差较大、准确度较低,而直接测量法虽能达到精度,但成本较高、实用性较差的问题,提出一种基于机器视觉的振动位移测量方法。选取电机驱动运动的柔性机械臂作为测量对象,通过CCD相机采集机械臂末端标记点运动图像,再经过阈值分割、质心检测等视觉处理,得到机械臂振动位移信息。通过搭建实验平台对该方法进行实验验证,并与压电材料测量法及仿真法得到的振动位移进行对比,结果表明,基于机器视觉的振动位移测量方法能够在不接触工况下,对柔性机械臂进行准确、实时的振动位移测量,相比于压电材料测量法,避免了公式误差等影响,具有明显的优越性。     

基于复合ADRC的压电陶瓷驱动器自适应控制

针对压电陶瓷驱动器固有的迟滞现象对其定位控制精度的影响问题,提出将自抗扰控制(ADRC)与改进Preisach逆模型相结合的控制方案.以模型输入、输出迟滞环的线性度为标准,目的是提高微动工作台的定位精度,从而提高微操作效率和成功率.为了验证所提出控制策略的有效性,通过无控制方法、改进逆Preisach控制方法、复合PID方法、ADRC控制和复合ADRC控制实验,得出所选用压电陶瓷驱动器的迟滞环比重分别为12.3%,5.8%,4.7%,2.5%,1.4%.不同控制方案所得实验结果证明,ADRC与迟滞逆模型相结合的控制方案具有良好的控制性能.     

压电换能器与匹配电感的耦合振荡

从耦合振荡的角度,讨论了压电换能器与匹配电感之间的关系及其对换能器谐振特性的影响．结果表明,换能器的实际工作频率不仅取决于自身谐振频率,而且与它和匹配电感的耦合状态有关．确定工作频率,应将系统工作效率当作一个重要因素加以考虑     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3无铅压电陶瓷制备及性能

研究了不同烧结制度下的NBBT6陶瓷的致密度、介电和压电性能.870℃左右预烧,可以得到致密且压电和介电性能较好的陶瓷(d33=107 pC/N.∈r=750,tanδ为3.23%).通过相应的粒度分析可知,提高预烧温度对粒度的影响不太大,但可用于湿法制备工艺中的原材料制备,解决湿法工艺中材料易被极性水分子解离而影响材料组分的问题.加入少量的BaTiO3到NBT中形成NBT-BT的固溶体,通过对压电介电性能及XRD的分析可知.当质量分数x=0.06时.(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3晶体结构出现由三方相到四方相的转变,此时的性能达到最大值(d33=114 pC/N,∈r=1 173.tanδ为3.4%).     

一种新广义Preisach迟滞模型及其神经网络辨识

研究压电陶瓷执行器应用于纳米定位系统时,其多值映射的迟滞特性对系统定位控制精度影响.在经典Preisach模型的基础上,引入平均迟滞函数,提出了一种新广义Preisach迟滞模型,并利用神经网络对新广义Preisach模型关键参量辨识.仿真实验表明,利用该迟滞模型对压电陶瓷执行器建模,可以简化建模过程,提高建模精度.     

0.95K0.47Na0.47Li0.06NbO3—0．05Ba（Zr1-xTix）O3陶瓷的压电铁电性能与微结构

采用传统陶瓷制备技术制备了新型的0.95K0.47Na0.47Li0.06NbO3-0．05Ba（Zr1-xTix）O3体系无铅压电陶瓷,研究了该体系陶瓷的压电性能和微结构．研究结果表明,在1120℃、4h的烧结条件下,获得了致密性良好的陶瓷样品,并在x为0．95时性能达到最佳,其压电常数d33为133pC／N,机电耦合系数kp为0．34,机械品质因素Qm为148,介电常数εr为1138,介质损耗tanδ为0．017．     

压电晶体中表面极化子的性质

研究了压电晶体中表面极化子的性质．首先用微扰法导出了压电晶体中表面极化子的有效哈密顿量，有效质量以及电子-表面声学声子作用的有效势，进而用变分法计算了表面态能量．研究结果指出：表面极化子的自陷能、有效势和有效质量不仅与压电常数、质量密度、声速、声子的德拜波数有关，而且也与电子至表面的距离有关．随着电子远离晶体表面，有效势、有效质量逐渐减小．压电晶体中电子-声学声子作用诱生的有效势是库仑型的，它使电子的能级降低，形成表面态．     

The development of Bi Fe O_3-based ceramics

The multiferroic properties of Bi Fe O3-based ceramics were improved through optimizing their sintering method and doping with certain rare earth elements in pure Bi Fe O3. Some methods, especially liquid-phase sintering method has largely decreased the densities of oxygen vacancies and Fe2in Bi Fe O3-based ceramics, and thus their resistivity became high enough to measure the saturated polarization and the large piezoelectric d33 coefficient under the high electric field of [150 k V/cm. Besides,multiferroic properties were improved through the rare earth elements’ doping in pure Bi Fe O3. Magnetization commonly increases with the proportional increase of Nd,La, Sm and Dy contents up to ＊30 %, while ferroelectric phase can transform to paraelectric phase at a certain proportion. An improved magnetoelectric coupling was often observed at ferroelectric phase with a relatively large proportion. Besides, an enhanced piezoelectric coefficient is expected in Bi Fe O3-based ceramics with morphotropic phase boundaries as they are already observed in thin epitaxial Bi Fe O3 films.     

压电陶瓷驱动梁的变形分析及试验研究

利用逆压电效应可以研制各种驱动器．将片状的压电陶瓷(PZT)作为驱动器，对称地粘贴到梁的上下表面，在极性相反的外部电场的作用下，使驱动构件发生弯曲变形．在推导了粘贴有PZT压电驱动片梁的弯曲应变分布表达式的基础上，通过分析驱动片的纵横应变分布，提出了用横向定向加固的方法使压电陶瓷驱动元件表现出明显的正交异性，从而提高了压电驱动的效率，最后通过实验进行了对比验证．     

等腰梯形压电黏滑直线驱动器设计与试验研究

提出了一种等腰梯形压电黏滑直线驱动器,通过粘贴在等腰梯形柔性机构柔性斜梁两侧的4片矩形压电陶瓷片使驱动足驱动滑块,以达到基于黏滑运动的高分辨率和大行程线性运动。调整等腰梯形柔顺机构斜梁的角度,可使驱动足产生横向运动,基于有限元方法,获得了柔性梁的适当角度。通过等腰梯形柔性铰链驱动足的横向运动,可增加使滑块前进的静摩擦力,减少回退动摩擦力。搭建了试验测试系统并进行了一系列试验,结果表明,该样机在4 N锁定力下最大输出速度为601.803μm/s,最大输出力为2.8 N,最小步进距离为0.026μm。采用压电陶瓷片作驱动源,易于小型化,拓宽了压电陶瓷片的应用领域。