2014, 36(4):491-493. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.001
摘要:设计并制作了1-3-2型压电复合陶瓷材料,利用该型压电复合陶瓷材料具有低声阻抗,低机械品质因数(Q),高机电转换系数,电极制作工艺简单及结构稳定不易发生变形等特点,制作了水声换能器件,并进行了电声性能分析与测试。分析结果表明,基于1-3-2型压复合材料制作的水声换能器具有在工作频带内模态单一、高发射响应及宽频带等特点。
蒋平英 , 罗山焱 , 龙峥 , 施建锋 , 丁毅 , 唐小龙 , 陈婷婷
2014, 36(4):498-501. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.003
摘要:基于声表面波的温度传感器是无源无线的,可用于开关柜等电力设备的在线温度监测。系统中查询器部分由分离元器件组合而成。发射链路采用直接数字频率合成器与本振混频,可快速切换发射频率;接收链路采用二次变频技术,防止发射信号对接收通路影响;精确控制发射接收信号时序,提高测量精度及距离。对传感头在-40~90 ℃环境下测试数据进行了详细的分析,测温精度可达±1 ℃。在良好电磁环境下,最大测温距离可达1.5 m。
2014, 36(4):502-504. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.004
摘要:介绍了声光Q开关驱动器的工作原理,讨论了其电磁兼容设计的必要性。从元器件选取、印制电路板(PCB)设计、滤波、接地及屏蔽等方面给出了具体设计方法。采用该方法设计的驱动器电磁辐射明显改善。在同等工作条件下,工作频率的电磁辐射减小了14 dBm。
2014, 36(4):505-508. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.005
摘要:在传统的丝网印刷厚膜制备工艺中增加了两步加压预处理流程,采用这种新方法制备了致密的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)厚膜,并系统地研究了两步加压法对BST厚膜微结构和介电性能的影响。结果表明,与传统工艺相比,两步加压法可使BST厚膜获得更致密的微结构和更高的介电调谐率。在20 ℃和10 kHz环境下,厚膜的介电常数和介电损耗分别为958和 0.013 4,6 kV/mm偏场下介电调谐率和优值分别为48.6%和36.3。
葛丽婷 , , 杨海 , 谢永刚 , 黄鉴 , 陈建兵 , 戴祖诚
2014, 36(4):509-514. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.006
摘要:基于平面波展开法,研究了水四氯化碳/水银和四氯化碳水/水银两种体系的二维三组元结构的声波带隙,结果表明,在相同填充率下,圆柱形插入体比正方柱形插入体更易得到较高频率范围内的完全带隙;无论插入体的形状为方柱或圆柱,第一带隙相对宽度的变化都是稳定的,但对第二带隙相对宽度的影响较大;圆柱形插入体的第一完全带隙的相对宽度变窄的速率比正方形插入体的快。该文提出通过散射体横切面积的几何形状来控制带隙频率。这对设计液体系统的声子晶体有实际意义。
2014, 36(4):515-518. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.007
摘要:为使半球缺阻流体无阀压电泵在医疗、保健、航空航天器等领域得到更好的应用,需对半球缺阻流体无阀压电泵的工作特性进行相关的研究分析。该文首先对半球缺阻流体无阀压电泵的结构和工作原理进行了分析,并对泵内流阻特性进行理论分析;同时,采用有限元软件对半球缺阻流体无阀压电泵内部流场进行了模拟分析,结果表明,泵内流体正反向流时的流速随半球缺半径的增大呈递减趋势,泵腔内部的压强变化平缓。实际加工了样泵及多组不同半径的半球缺组并进行了实验,结果表明,泵的最大输出流量随半球缺半径增大而减小,在工作电压为150 V,半球缺半径为4.0 mm时,泵的最大输出流量值为121.4 mL/min,验证了半球缺能作为无阀压电泵的无移动部件阀及半球缺阻流体无阀压电泵的有效性。
2014, 36(4):519-522. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.008
摘要:单束激光照射由单个超声波源作用下的声光介质产生布喇格衍射现象。现考虑由多束超声波作用下的声光效应现象,并着重探究多束超声波作用下波源信号变化对声光效应产生的影响。利用麦克斯韦方程推导出声波产生的应力与介质折射率之间的关系,然后用MATLAB进行应力分布和光路仿真验证。结果表明,利用这种方法得出的声光介质具有光晶体的性质。
2014, 36(4):523-526. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.009
摘要:为了实现桁架结构振动主动控制,建立了智能桁架结构动力学模型和最优振动控制模型,对动力学建模和最优控制建模方法进行了研究。首先根据有限元理论和Hamilton原理,建立了智能桁架结构的机电耦合动力学方程,方程中含有与作动电压有关的耦合刚度矩阵,采用缩聚变换对动力学方程进行了简化,该动力学方程可用于机械/电荷作用下结构的静动力分析和控制系统设计。然后将推导的动力学模型变换为状态空间方程的形式,根据线性二次型最优控制理论,推导了结构振动控制的数学模型,通过最小化性能泛函,求解黎卡提矩阵代数方程确定了最优控制输入。最后给出了平面桁架结构振动控制算例验证建模过程和算法。结果表明,通过最优振动控制可以使结构振动快速衰减,达到振动抑制的效果。
2014, 36(4):527-530. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.010
摘要:由于设计超高频兰姆波微传感器的需要,该文测量并分析了通过叉指换能器激发高阶模式兰姆波的传播特性。在建立测量系统的基础上,通过时域频域转换法获得了高阶模式兰姆波的色散特性。该系统可自动测量兰姆波的幅频响应与相频响应。再通过反傅里叶变换,获得器件的脉冲响应特性。进而在频域中区分不同模式,并通过傅里叶变换获得兰姆波色散曲线。由于高阶模式兰姆波的相速度远大于表面波的速度,因此基于此设计的振荡器频率更高,传感器更灵敏。
2014, 36(4):531-534. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.011
摘要:针对声发射信号多模态特性和信噪比低的特点,提出了一种将小波变换和阈值分析相结合的声发射源定位方法。对采集到的声发射信号进行信号频谱分析,提取信号主要频率成分之一的小波变换幅值,得到含有多峰值的时域波形。为消除多峰值的影响,将小波变换最大幅值的80%设为阈值。在时频空间下,确定声发射信号中同一频率下同种模态的波到达传感器的时间差,并测量该模态波在板面传播的群速度,实现声发射源定位。在大理石板上进行声发射两点线定位实验,结果证实该方法的确能提高声发射源定位精度,是一种有效的声发射源定位方法。
2014, 36(4):535-537. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.012
摘要:描述了声光移频器的特点及应用,依据一般声光移频器移频频率大于20 MHz的局限性,提出了一种基于差频原理的声光移频器,介绍了其工作原理、光路设计及电路设计,在1 550 nm波长下,得到了衍射效率>60%,移频频率±1 MHz,频率稳定度优于10-6/2 h的测试结果。
2014, 36(4):538-540. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.013
摘要:石英微机械陀螺敏感器件在多轴陀螺应用中,各敏感器件之间存在振动干扰,导致陀螺噪声过大,输出信号中存在低频信号,无法满足使用要求。应用减振技术设计了一款集成式的减振器,该减振器具有体积小、质量轻等特点。利用有限元法模拟计算减振器减振效率及固有频率,该减振器在敏感器件激励频率范围内减振效率大于96%;减振器转动振动模态固有频率大于陀螺带宽(150 Hz)的两倍以上;减振器低阶线性振动模态固有频率大于敏感器件检测频率与激励频率之差(340 Hz)的两倍以上。
王大伟 , 张旭 , 王美丽 , 秦继 , 赵全亮 , 崔岩
2014, 36(4):541-543. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.014
摘要:采用固相反应法制备了BiFeO3陶瓷粉体,研究了BiFeO3粉体在不同煅烧条件下的相结构与微观形貌的演变。结果表明,过低的煅烧温度和过短的煅烧时间得到的产物以杂相Bi25FeO40为主,提高煅烧温度和延长煅烧时间使杂相逐渐减少,有效地促进BiFeO3相的合成,但过高的煅烧温度和过长的煅烧时间则生成大量杂相Bi2Fe4O9并出现颗粒异常团聚及长大现象,800 ℃、1 h为最佳的煅烧条件。另外,利用稀硝酸可有效清除产物中的杂相,获得较均匀、纯净的BiFeO3粉体,有利于进一步研究和应用。
2014, 36(4):544-547. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.015
摘要:用传输矩阵法研究了形式为 (AB)m(CD)n(BA)m的一维单势垒光量子阱结构的隧穿通道特性。研究结果表明,阱层周期数决定了光量子阱中隧穿通道个数。垒层周期数对通道位置、个数、间距无调控作用。晶格常数变大,能明显调节隧穿通道的位置及间距,且晶格常数越小,通道越精细。入射角变化可对通道的位置、间距进行微调,且角度越大,通道越精细。该特性可为设计可调多通道光学滤波器等量子光学器件提供指导。
2014, 36(4):548-551. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.016
摘要:基于声压与质点振动速度的边界条件,在考虑粘滞阻力、表面张力的情况下,研究了含有气泡液体内声波的传播。利用球贝塞尔及汉克尔函数,对声传播的相关参数进行了理论研究,并对声波的传播速度及衰减系数进行数值求解。结果表明,声速随气泡体积分数的增大而减小,衰减系数却增大,气泡半径对其影响较小;当声波的频率较低时,气泡的存在对声波传播的速度影响较大;而频率较高时,能量更易损失。
2014, 36(4):552-554. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.017
摘要:描述了采用压电换能器对谐振腔内增益光纤的声光调制,通过控制压电换能器的信号,实现了全光纤激光器的光谱调谐。同时,利用实验制作的可调谐激光器产生了连续可调微波信号,其频率范围1~4.9 GHz。
2014, 36(4):555-559. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.018
摘要:为拓展压电式能量收集元件(PEG)的工作频带,有效从多个振动输入信号收集功率,设计了二维变截面PEG圆周阵列,并对其串、并联下的电压输出特性进行了分析研究。研究表明,相比于传统的附加质量块结构形式,二维变截面PEG谐振频率对结构变化敏感度更高,即是在同样工作空间限制下,二维优化结构可实现更宽的工作频带。同时,由于二维变截面PEG尺寸可在保证谐振频率不变的前提下设计调整,对于工作空间狭小且不规则的微电子系统具有重要意义。
2014, 36(4):560-563. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.019
摘要:针对电磁激发实现身管裂纹检测的问题,对电磁激发原理及实现进行深入分析,采用大容量高压电容放电方式,在金属管上实现裂纹声发射电磁激发试验。通过对有、无裂纹试件,在不同激发电压下采集信号的频域对比分析,获得了金属管裂纹的声发射激发规律,为常态下火炮身管裂纹的声发射检测提供了基础。
2014, 36(4):564-568. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.020
摘要:针对输油管道微小泄漏检测的特殊需求,以一种球形内检测器为载体,设计并实现了一套多传感器数据同步采集与存储系统,采用嵌入式ARMLinux的方案。详细论述了该系统的整体结构、工作原理、硬件组成、软件设计等,并实验验证了该系统能准确地采集并保存所需要的信号,为后续准确识别和精确定位微小泄漏提供可靠的原始数据支持。
2014, 36(4):569-571. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.021
摘要:声光信息处理器具有检测灵敏度高、处理增益大,能在复杂的电磁环境下实时处理大带宽信号和检测分析这些复杂信号,在电子监视测量(ESM)接收机方面国外已有实际应用。随着战争形式的变化,雷达组网势在必行,采用多器件级联的声光信息处理器能够处理多路同时到达的信号。该文提出了一种多器件级联的声光信息处理器,并从理论上证明采用这种结构能提高处理器增益。
林丙涛 , 周倩 , 曾小珊 , 唐光庆 , 满欣 , 周本清 , 李海
2014, 36(4):572-574. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.022
摘要:石英振梁加速度计(QVBA)具有检测精度高、准数字输出的特点,灵敏度是影响其性能的一个重要指标参数。针对现有石英振梁加速度计灵敏度低的问题,设计了一种高灵敏度石英振梁加速度计。它采用在石英摆片上下位置施加一对限位片,既可对石英摆片的最大位移量进行限制以提高器件的抗冲击性能,又可增加石英摆片振动过程中的阻尼力以提高器件的抗振动性能,降低了加速度计一阶模态谐振频率的限制条件,有效提高了加速度计的灵敏度。最后依据加速度计的结构特点设计出了相应的工艺制作方案,并加工出了差分结构的加速度计样机,经测试其灵敏度为65.74 Hz/g,10 min零位稳定性为15.8 μg。
2014, 36(4):575-579. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.023
摘要:该文研究了如何提高半球陀螺的设计带宽以满足某平台惯性导航系统的工程化应用。采用实验方法得到陀螺头部增益和传递函数,运用比例积分微分控制相结合的校正方法来设计控制回路,并通过仿真软件确定了传递函数的零极点,而仿真绘制的频率特性曲线证明了所设计控制回路的快速性和稳定性。经优化后的半球陀螺实际测试结果将系统的带宽提高到20 Hz,输出噪声水平控制在3 mV以下,满足了该惯性导航系统的应用,实际应用亦验证了该设计的有效性和合理性。
2014, 36(4):588-595. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.026
摘要:微机械陀螺仪是陀螺技术和微电子机械系统(MEMS)技术结合产生的新一代惯性器件。根据其工作原理和采用材料的不同,微机械陀螺可分为硅基微机械振动陀螺(SiMVGs)、微机械压电振动陀螺(PVGs)和悬浮转子式微机械陀螺等。该文介绍了微机械陀螺仪的主要参数指标和应用,对硅基微机械振动陀螺(SiMVGs)、微机械压电振动陀螺(PVGs)和悬浮转子式微机械陀螺的最新研究进展作了综合性报道,讨论了微机械陀螺未来的发展趋势。
2014, 36(4):596-598. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.027
摘要:研究了使用光纤光栅传感器监测电力变压器中变压器油的降解。与新的变压器油相比,老化的变压器油有较高的折射率,这可被光纤光栅传感器光谱响应的波长偏移检测出来。结果表明符合击穿电压测试,该测试是变压器油老化检测的标准测试,同时该传感器与温度无关。
陈世钗 , 刘炉 , 李瑞峰 , 刘振华 , 冯小东 , 廖建中 , 蹇胜勇 , 曾祥明
2014, 36(4):599-603. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.028
摘要:提出了一种通过Solidworks三维软件进行多梳贾卡拉舍尔经编机全自动化改造的设计方法。从机械传动机构、梳栉位置排布、钢丝花梳结构、EL电子梳栉横移机构、集成控制系统等方面进行设计研究,将RJGS5F型经编机成功地改造为MRPJ43/1/24经编机。结果表明,机器改造后,可织造旧机器无法生产的高档精美花边,速度由290 r/min提升到420 r/min,月产量由1.2 t增产到2 t,机器工作稳定。实践结果与设计仿真结果吻合,验证了该设计方法的可行性和正确性。
2014, 36(4):604-607. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.029
摘要:根据发光二极管(LED)设备的光学结构,建立LED封装的数学模型,并给出相应的方程。对于具有均匀矩形光场的LED封装,利用四阶龙格库塔法,借助 Matlab 求解出最终的微分方程式,得到其在x、y方向截面曲线的有关数据。然后通过相关软件的建模与仿真,可得到所需的LED均匀矩形光场一次透镜三维模型。该方法实用性强,适于在实际工程应用中广泛推广。
2014, 36(4):608-611. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.030
摘要:倒车防碰撞系统是一种辅助汽车泊车装置。系统由超声波收发电路、回波放大电路、语音提示电路、数码显示、报警及温度补偿电路组成。该文对系统的硬件电路及软件程序进行了研究,设计了系统各硬件的电路图及主要软件工作流程。在硬件部分中,控制芯片选用STC11F02E单片机;采用API8108A语音芯片设计语音提示系统;利用DS18B20温度传感器测取环境温度,实现测距的温度补偿;采用两片74LS164串并转换芯片实现5片数码管的实时显示。软件部分对测距及显示等程序进行了重点介绍。最后对系统进行测试验证了系统的准确性及可靠性,说明系统具有一定的实用价值。
2014, 36(4):612-616. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.031
摘要:通过溶胶凝胶工艺在铁磁相CoFe2O4(CFO)陶瓷粉体表面包覆二氧化锆,形成核壳薄层。添加钨锌酸铅钨铜酸铅(PZWPCW)低熔点辅助剂以降低铁电相锆钛酸铅镧(PLZT)的烧结温度。采用CFO和PLZT[Pb1-1.5yLay(Zr0.58Ti0.42)1-1.25zNbzO3,y=0.06,z=0.02]粉体混合共烧工艺制备CFO/PLZT 03复合多铁性材料。研究了铁磁相含量、陶瓷的晶相结构、微观形貌及烧结工艺条件对陶瓷介电、压电、铁电性能的影响。XRD、SEM分析表明,二氧化锆在高温烧结过程中可有效阻挡铁、钴离子扩散进入PLZT相;同时相对较低温度烧结使PLZT钙钛矿相和CFO尖晶石相稳定共存。当磁场强度为334.23 A/m,频率为229 kHz时,1 050 ℃烧结的复合陶瓷(CFO质量分数为0.20)的磁电转换系数约为401 mV/A。
2014, 36(4):617-620. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.032
摘要:采用固相合成法制备高膨胀系数钡硼硅微晶玻璃材料,研究了不同质量分数的ZnO等量取代BaOB2O3SiO2体系中BaO后对钡硼硅系微晶玻璃的热学、力学和电学性能影响,并结合XRD、SEM微观分析对其进行机理研究。结果表明,当ZnO的质量分数小于3%时,随着ZnO含量增加,能促进玻璃析晶,且石英晶相转变为方石英晶相的含量开始减少,瓷体更致密,抗弯强度增大;但ZnO的质量分数达到5%时,B2O3析出量增加,使液相烧结不完全,玻璃相显著增加,导致该体系微晶玻璃抗弯强度急剧下降,介电损耗增大。
2014, 36(4):621-624. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.033
摘要:采用传统的固相反应法制备LiAlB(LAB)掺杂立方晶系Li2O-Nb2O5-TiO2(LNT)微波介电陶瓷。运用XRD、SEM和微波介电性能测试等手段,研究了LAB掺杂对样品烧结性能及微波介电性能的影响。结果表明,在LNT陶瓷中添加LAB,有效促进LNT陶瓷烧结,使材料的介电常数和品质因数显著提高。当掺入LAB的质量分数为 4%时,样品在900 ℃保温2 h后烧结致密,并获得最佳微波性能:介电常数εr=18.05,品质因数与频率的乘积Q×f=22 040 GHz(f=6.41GHz),频率温度系数τf=-20.74×10-6/℃。
2014, 36(4):625-627. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.034
摘要:幅度平坦度是发射信道的一个重要指标,它直接影响接收信道的灵敏度。该文对某超宽带离散发射信道进行了分析和研究,设计了高精度阻抗耦合电路。它具有结构简单和插入损耗低的特点,试验验证了能将信道的幅度平坦度由3 dB改善至1.5 dB。
2014, 36(4):631-634. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.036
摘要:能耗开销是无线传感器网络(WSN)性能的瓶颈问题之一,而功率控制是解决这一问题的最有效方法。针对超宽带(UWB) WSN,该文以实现网络功耗最小化为目标,从跨层优化的角度提出了基于UWB最优功率分配策略模型;然后,给出了在lexicographic maxmin (LMM)策略下的线性规划求解方法。仿真结果表明,LMM策略可较大改善节点平均功耗和链路成功接通率。
薄惠丰 , 胡鸿奎 , 王凤鸣 , 王汝政 , 赵宏微 , 魏环 , 常锦才 , 张占新
2014, 36(4):635-638. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.037
摘要:该文基于DerjaguinMullerToporov接触模型,研究了振幅调制原子力显微镜(AMAFM))成像中,3种典型针尖悬臂系统与四类具有不同力学性能的材料样品在针尖样品接近过程中互作用的响应情况。研究表明相位响应与针尖样品相互作用力作用形式密切相关。通过针尖的振幅曲线可确定针尖与样品间的互作用力的性质是吸引还是排斥,本研究结果有助于在AMAFM成像实验中优化基准值设置,以避免对样品的损害。
2014, 36(4):639-642. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.038
摘要:提出了一种枕形压电发电装置,为了解该压电发电装置的发电性能,该文对其进行了有限元仿真。结果表明,弹性金属基片厚度、弧形压电梁宽度及初始曲率半径的增加将引起压电发电装置压电薄膜输出电压的降低;弧形压电梁的长度及弹性模量比的增加将引起压电薄膜输出电压的不断升高;压电薄膜厚度的增加将使其输出电压先增大后减小;弧形压电梁内侧压电薄膜的输出电压都要大于外侧压电薄膜的输出电压,且铍青铜基片压电梁要优于钢基片压电梁。
2014, 36(4):643-647. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.039
摘要:交流-直流(AC-DC)转换电路对压电振动发电机的输出性能影响较大,为提高压电发电机ACDC转换电路的输出性能和能量转换效率,该文首先给出了压电振动发电机系统等效电路模型,基于该模型利用力学平衡原理和电路理论推导了发电机稳态运行时ACDC输出电压和输出功率表达式。以输出功率最大化为优化目标,通过微分计算对发电机ACDC转换电路在不同负载电阻下的输出功率进行了优化分析,分别得到了发电机在开路谐振和短路谐振状态下优化的负载电阻、振动位移、输出电压和输出功率。仿真与对比分析了发电机优化后的输出性能,结果表明,优化ACDC转换电路的输出性能可提高压电振动发电机的整体输出性能和能量转换效率。
2014, 36(4):648-653. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.040
摘要:从理论上分析Lamb波群速度识别铝合金疲劳损伤的可行性。搭建主动Lamb波结构健康监测系统,采用基于Lamb波群速度的结构损伤检测方法,研究金属疲劳引起的损伤形变的识别过程;通过波包分解技术将接收信号中混叠的激励波包分解出来,从而准确地提取波包的到达时刻,实现Lamb波传播群速度的计算。在实际7050铝合金板材结构上进行了实验验证,并与短时傅里叶变换法进行对比。实验结果表明,采用波包分解技术能准确获取波包的传播时间,通过对比群速度识别金属疲劳的存在,其有效性高于短时傅里叶变换法。
2014, 36(4):654-657. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.041
摘要:为实时监测并评估发生在复合材料结构上的外部低速撞击,研制了一套基于压电传感器的被动式传感系统。系统包括分布式压电传感器网络、便携式采集硬件及分析软件。压电传感器网络覆盖结构被监测区域,并实时在线监测由于结构撞击而产生的应力波;多通道采集硬件并行采集各传感器信号,并以直接存储器访问 (DMA)形式与分析软件进行数据交换;撞击事件评估采用了系统辨识技术,分析软件利用集成的系统辨识模型及获得的实时传感器数据对撞击位置和撞击载荷进行反问题求解。实验结果表明,研制的被动式传感系统能够准确辨识发生在复合材料结构上的撞击事件,并可有效估计撞击位置及撞击载荷历程。
2014, 36(4):658-662. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.042
摘要:选择信息熵作为判定相似性的工具,在判定数据相似性的基础上选择控制对象等效模型参数。采用简单的一阶惯性模型等效复杂的压电陶瓷模型。考虑实际压电器件的不确定性,在等效模型中,将不确定性视为符合高斯分布的变量。考虑不确定参数的影响,基于线性矩阵不等式(LMI)法的鲁棒镇定,保证系统的鲁棒稳定性。选定控制目标,使用自适应李雅普诺夫 (Lyapunov)函数方法设计模型控制器。仿真结果验证控制策略效果良好。
2014, 36(4):663-666. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.043
摘要:在对超声波测距和目标判定原理分析的基础上,利用蓝牙4.0 低功耗技术和手机应用程序与硬件相结合的方法设计出一探鱼系统。此系统利用集成芯片CC2540实现对超声换能器的信号收发控制,获得目标回波信号,A/D采样后将数据按自定义格式打包,再通过蓝牙4.0发送到具有蓝牙4.0功能的手机上。在手机端进行算法处理,分辨回波是鱼还是水底及目标深度,并直观地呈现在手机应用程序界面中。最终通过实际测试,验证了系统的可行性。
2014, 36(4):667-670. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.044
摘要:基于压电结构的机电阻抗模型,分析了模型中结构机械阻抗与压电传感器电阻抗之间的耦合关系。研究了压电机电阻抗测试法,并根据压电结构模型中的机电阻抗谱研究损伤监测方法,给出了基本原理。利用在铝板上的测试和实验,验证了压电机电阻抗测试法及不同距离模拟损伤对压电机电阻抗谱的影响和变化趋势,探讨了阻抗分析技术用于损伤监测的可行性。研究与实验结果表明,在高激励频率作用下,随着损伤距离的变化,压电机电阻抗也会发生相同趋势的变化。
2014, 36(4):671-674. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.045
摘要:该文采用高真空磁控溅射技术分别制备了无缓冲层的NiFe/IrMn和IrMn/NiFe及有缓冲层的IrMn/ NiFe 3种结构薄膜,并用振动样品磁强计对样品磁性能进行测试。结果表明,直接在Si上淀积NiFe/IrMn和在适当厚度的Ta/NiFe或Cu层作为缓冲层上淀积IrMn/NiFe的2种结构,有很大的交换偏置场。这样大的交换偏置场适合应用于顶钉扎和底钉扎结构的自旋阀巨磁电阻器件。
2014, 36(4):675-678. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.046
摘要:为了减弱外界环境对激光监听技术的影响,该文首先分析对激光监听系统产生影响的主要因素。从系统接收端入手,采用四象限(4QD)光电探测器对声波震动产生的偏折角度出发推导大气环境下光轴检测系统中固有分辨精度与细分精度间的关系;然后通过分析4QD检测系统在大气环境下受到外界的约束条件,阐明了激光监听系统中采用4QD探测器作为系统的接收端具有更好的优越性。最后通过一个设计实例与监听试验验证了上述观点。