温度和湿度对P-CNT自感知混凝土压敏性的影响

为研究温度与湿度对自感知混凝土(SSC)感知性能的影响,通过低温等离子体改性处理技术对碳纳米管(CNT)进行官能团嫁接,使其在水性体系下获得较好的分散性,并将改性后的CNT(P-CNT)加入混凝土中制备P-CNT/SSC传感器,通过改变含水率与温度条件研究P-CNT/SSC传感器的极化效应与循环加载下的自感知性能。试验结果表明:过高或过低的含水率均不利于SSC的感知性能,其中变化最为明显的是饱水状态下的P-CNT/SSC传感器,其应力敏感系数下降89.8%,并且压敏曲线极不稳定;在变温试验中,P-CNT/SSC传感器的电阻率与温度之间呈现负相关性,高温和低温下的应力敏感系数相较于常温组试件,分别下降了约35.66%和44.53%,并且压敏曲线整体出现了上移或下滑的趋势;P-CNT/SSC传感器在工程应用中的最佳测试环境为常温、自然含水率。     

压电执行器位移自感知方法研究

在压电执行器闭环控制系统中,需要位移传感器提供位移反馈量．为了省略位移传感器,提出一种利用电子电路使压电执行器自感知其自身位移的方法．根据压电电荷几乎与位移成正比的特点,用电子电路获得驱动电荷,从电荷换算位移．提出了对压电执行器采取电压驱动和获取电荷为一体的复合驱动方法,高压运放输出作为高压驱动电源,电流积分器获得压电电荷．实验测量了带载和空载下压电双晶片和压电叠堆的自由位移,通过涡流位移传感器标定得到,双晶片位移自感知误差小于3．61％,叠堆位移自感知误差小于1．81％,实验测量了压电叠堆带载情况下的输出位移,结果表明可以用于带载位移自感知。     

多测点自感知预应力钢绞线在月亮湾大桥中的应用

精准监测体内索体应力是评估预应力结构安全的重要途径,为解决实际工程中体内预应力难以有效监测的问题,提出一种内嵌光纤光栅(fiber bragg grating, FBG)传感器的自感知钢绞线。通过张拉试验并结合月亮湾大桥实际应用,选用2根体内索作为预应力实时监测对象,对钢绞线逐级张拉至1 395 MPa,在每根索的张拉端及索1/4跨处布置2个FBG测点。结果表明:自感知钢绞线的张拉非线性误差小于2.58%,应变灵敏度为1.09～1.13 pm/με,在工程应用中,自感知钢绞线中的传感器成活率达到100%,最大监测应变为7 153με,最大监测应力为1 394.79 MPa,与理论值1 395 MPa误差仅为0.02%,可有效监测施工张拉和锚固全过程。可见自感知钢绞线能实现对体内索体应力精准、有效的实时监测。     

基于卡尔曼滤波和高频信号注入法的永磁同步电机转子位置自检测

永磁同步电机的运动控制是一个强耦合的非线性动态控制系统,而且在控制过程中测量数据带有噪声,采用传统的线性控制理论很难达到系统要求.提出一种非线性系统的随机观测器--卡尔曼位置观测器,它用于高频信号注入法下的转子位置检测.利用脉动高频信号注入法进行永磁同步电机转子位置自检测,将产生的高频载波电流解调后,送入设计的卡尔曼位置观测器,可有效去除干扰噪声,准确观测出转子位置.仿真实验结果表明,在有系统噪声和测量噪声的情况下,基于卡尔曼位置观测器的脉动高频信号注入法能够精确地跟踪转子位置.     

压电自感应调节器的研究

研究把传感器和调节器用在一个压电材料上，使压电传感器和调节器处于同一位置，即压电材料同时作为传感器和调节器的方法。该方法称之为自感应调节器(self-sensing Actuator)。探讨该方法的新原理和方法。     

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.     

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．     

混合磁悬浮轴承转子系统的模糊控制策略

针对混合磁悬浮轴承,提出一种对磁悬浮轴承转子模糊控制的策略.结合电磁绕组工作原理,采用自感式位移自检测系统代替专门的位移传感器,构成无传感器自检测磁悬浮控制系统,通过模糊PID(proportional,integral and differential)控制器对系统进行控制,并建立了控制系统的数学模型.分析模糊PID控制器整定参数的模糊规则及模糊控制原理,对系统进行了模糊仿真.仿真结果表明:采用模糊PID控制混合磁悬浮轴承系统具有响应快、抗干扰能力强的动、静态性能.