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摘要:基于高次谐波体声波谐振器（HBAR）的高品质因数(Q)值和多模谐振特性，设计了Colpitts和Pierce两种形式的微波振荡器。采用HBAR与LC元件组成谐振回路的方法，与放大电路构成反馈环路直接基频输出微波频段信号。Colpitts振荡器输出信号频率为980 MHz，信号输出功率为-4.92 dBm，信号相位噪声达-119.64 dBc/Hz@10 kHz；Pierce振荡电路输出信号频率达到2.962 GHz，信号输出功率为-9.77 dBm，信号相位噪声达-112.30 dBc/Hz@10 kHz。

摘要:为了将声表面波(SAW)式小波变换处理器(WTP)应用于各种电子系统中，我们基于曲线拟合法建立了该器件的制造误差校正模型，以制作出一个输出精度高的SAW式WTP。理论研究和实验结果表明，利用该模型制作的SAW式WTP，其指条的实际尺寸恰好等于其理论计算尺寸，从而使其成为一个输出精度高的SAW式WTP。

摘要:为避免传统近场定位算法需要三维搜索，计算量大的问题，该文结合高阶累积量提出一种适用于单矢量水听器近场声源定位的旋转不变子空间(ESPRIT)算法。首先通过定义一系列的四阶累积量矩阵，获得了3个不变性矩阵，然后从这些不变矩阵中提取近场源的位置信息，该方法可以得到目标的方位角、俯仰角和距离的封闭形式的解。最后通过仿真验证了本算法的有效性。

摘要:雷达车辆要求在其平台上安装具有升降功能的设备。该文介绍了一种三点支撑方式的电动升降平台，讨论了升降平台的机电架构、硬件组成、操作过程和三点同步控制方法。分析了平台底座采用球头的连接形式，构建了相应的结构模型，并实现了有限元仿真。经过试验验证表明，设计的升降平台结构新颖,刚性好,承载能力强,操作方便可靠，满足了某型雷达车辆的升降要求。

摘要:揭示了一种基于开放式气流通道的微机械z轴射流陀螺的敏感机理。采用基于流固耦合的三维瞬态有限元分析法，计算了敏感元件内部气流场，并给出了数学模型。计算和测试结果表明：敏感元件内有一开放式的气流通道，分别设置两个入口和一个出口，气流在压电泵的驱动下，由两个入口进入并汇聚，由喷口喷出的气流在射流敏感室形成射流敏感体并从出口流出。在静止条件下，射流敏感体相对热线r1和r2对称分布，作为电桥两个臂的热线r1和r2之间的速度梯度βx=0，电桥平衡，输出电压为0；有角速度输入时，射流敏感体在哥氏力的作用下沿着z轴发生偏转，射流敏感体相对热线r1和r2不再对称分布，βx随着角速度的增加而加大，在其他材料和结果参数不变的情况下，由于射流敏感体与热线r1和r2不对称的热量交换，热线r1和r2的电阻发生不对称的改变，导致电桥失去平衡，电桥输出与输入角速度成正比的不平衡电压。在±120 (°)/s的输入范围内，陀螺灵敏度为20 μV/［(°)·s-1］，非线性度优于0.5%，功耗为5.2 mW，热线电阻为3 Ω，热线电阻温度系数为2 600 ℃-1。这种微机械开放式z轴陀螺敏感元件内气流由开放的入口和出口之间形成定向流动，无需气流在敏感元件内循环，敏感元件结构简单。

摘要:本征声线相对到达时延估计是基于声线理论信道模型的匹配场定位方法中的关键环节，该文就声源位置变化和声速剖面扰动对本征声线相对到达时延的影响进行了研究。基于Shallow Water’06实验环境模型（海底参数源于文献反演结果）和大量实测声速剖面数据，发现两者对本征声线相对到达时延的影响类似。这种相似性对基于声线理论信道模型的匹配场定位稳健方法的研究具有一定的参考意义。

摘要:针对二维压电扫描镜中压电陶瓷的磁滞效应，根据Madelung规则和汝长海等的理论建立模型，采用精确计算目标偏转后位置对应的输出电压方法，补偿磁滞带来的扫描角度非线性问题。首先测得主磁滞环的电压位移曲线，存入FLASH中构造磁滞对应表；然后，利用现场可编程门阵列(FPGA)具有的强大时序处理能力和高速运算能力精确地进行算法处理，补偿压电陶瓷的磁滞效应；最后，通过D/A模块输出结果，配合外围电压放大电路控制扫描镜的精确偏转。测试平台主要由HeNe激光器、扫描镜、位置敏感探测器（PSD）和NI数据采集卡等搭建而成，用LabVIEW编写测试程序，可以直接测量扫描镜的偏转角度信息。校正前压电扫描镜偏转角度的最大误差为2.5 mrad，开环补偿算法校正后成功地将偏转误差控制在0.3 mrad内，磁滞效应的校正取得了理想的效果。

摘要:微机电系统(MEMS)传感器结构参数的微小变差会影响其性能稳定。为提高MEMS传感器性能的稳健性，以压电双晶梁MEMS传感器为例，根据Smits模型，分析压电双晶梁的设计变量和噪声因素的随机性，建立基于随机模型的稳健设计数学模型；编制算法程序，确定MEMS传感器的最优设计解结果优于原设计方案。对比其稳健设计容差模型所得优化解，两者误差率为6.17%，验证了稳健设计结果的正确性。研究表明，即使设计变量存在变差，稳健设计仍能提高MEMS传感器的性能，并保证设计解的稳健性。

摘要:针对压电叠堆执行器输入电压与输出位移的动态迟滞特性，结合非对称静态BoucWen迟滞模型，建立了压电叠堆执行器动态迟滞模型，并采用粒子群算法辨识出6个模型参数。为提高压电叠堆执行器动态位移输出精度，进一步推导出压电叠堆执行器迟滞逆模型，最终在此基础上对压电叠堆执行器进行前馈补偿研究。仿真与实验结果对比表明，在0~120 V峰值电压与0~500 Hz激励频率内，所建立的动态迟滞模型能够较好地描述与预测压电叠堆执行器的动态输出位移。前馈补偿实验研究结果表明，利用所建的迟滞逆模型补偿后，压电叠堆执行器的滞环减小，输出位移非线性度下降约3%。

摘要:针对目前微纳操作对微纳操作工具的需求，设计并制造了一种结构简单、柔性模块化、高精度的压电驱动的多指微操作工具。通过实验验证了该多指微操作工具在单指、双指及三指工作模式下均能良好地完成相应的微纳操作，操作成功率在85%以上，夹持范围为10~800 μm。通过改变执行末端，调整操作策略，可完成对不同尺寸、材质、结构的微球的拾取与释放。同时，使用多指微操作工具完成微球组装与超显微成像微球操作实验，证明了该操作工具具有重要的实际应用意义。

摘要:针对传统六维加速度传感器输出信号失真的问题，设计了一种可预紧的、12条支链的并联式六维加速度传感器模型。通过在外壳上增设副板、预紧螺钉、锁紧板，实现了所有支链的预紧和防松功能；虚拟试验结果显示，预紧后，支链的轴向力均为正压力，表明该方案是有效的。从解耦特点出发，确定弹性铰链的材料为65 Mn，最小直径为1.5 mm；经计算，工作时受到的最大应力为388.31 MPa，最大变形量为0.009 mm。最后，设计了虚拟仪器，包括数据采集和数据处理两大模块，为传感器的后续试验提供了软件支撑。

摘要:基于电路负载阻抗匹配原理，为最大程度利用压电悬臂梁发电装置收集环境振动能量，保证压电悬臂梁外接负载能够正常工作，需要研究压电悬臂梁结构参数对其最佳输出功率以及相对应外接负载匹配阻值的影响。该文通过压电电路分析，研究了基板和压电陶瓷片的长度、厚度、宽度和质量块质量对压电悬臂梁最佳输出功率以及相对应负载匹配阻值的影响。结果表明，一定范围内，增加基板长度、压电陶瓷片厚度、质量块质量可以增加压电悬臂梁外接负载匹配阻值，增加基板厚度、压电陶瓷片长和宽可降低压电悬臂梁外接负载匹配阻值；随着基板长度、压电陶瓷片宽和长、质量块质量的增加，压电悬臂梁最佳输出功率得到显著提高，基板宽度对压电悬臂梁最佳输出功率基本无影响，增加压电陶瓷片的厚度，压电悬臂梁最佳输出功率先增加后降低，存在一个最佳输出功率。

摘要:介绍了光纤光栅的基本原理及优点，设计了基于光纤光栅技术的增敏型应变传感器，并对其工作特性进行了分析。应用增敏型光纤光栅传感器，测试了静压桩贯入过程中模型桩的桩身应力变化。试验结果表明,使用光纤光栅传感器对模型试验中静压桩贯入过程桩身应力监测时需进行增敏。增敏型光纤光栅传感器为模型试验中静压桩贯入过程监测及分析提供了一种新的工具，是监测模型桩静压贯入过程的理想器件。

摘要:采用纯净水为媒介，在初始加载压力0.04 MPa（最佳加载压力）时研究了不同外界负载时压电驱动器的输出规律。结果表明,加载后驱动器的输出速度规律发生变化，输出推力整体趋势不变。随着负载增加，输出速度和推力逐渐降低。空载时，驱动器在频率350 Hz有最大输出速度(为25.83 mm/s）；负载5 N时，驱动器在400 Hz达到最大输出速度(为16.59 mm/s)。在频率140~260 Hz时，驱动器负载后的输出步长近似于直线。加载压力0/0.04 MPa时，驱动器的最大承载值是30 N；加载压力0.3 MPa时，驱动器的最大承载值是20 N。最大承载值随加载压力的增加而逐渐减小。存在最佳负载使驱动器输出功率达到最大; 适当加载压力可提高驱动器的最佳负载值。驱动器的最大输出功率在91 mW以上。

摘要:基于光纤光栅理论，制作了一种熊猫型保偏光纤光栅，并用实验验证了其温度和轴向应力响应特性，根据实验结果对比分析了温度逐渐升高和轴向应力逐渐增大时功率的变化情况。结果表明，熊猫型保偏光纤光栅在100~550 ℃高温范围内具有稳定的波长响应特性，其双峰的波长灵敏度分别为14.3 pm/℃和14.4 pm/℃，线性拟合度均高达99.9%；在0~2.4 N范围内，双峰的轴向应力响应灵敏度分别高达1.477 nm/N和1.490 nm，线性灵敏度均高达99.9%；随着温度和轴向应力的增大，反射光谱对功率变化情况的响应也不相同。该保偏光纤光栅结构简单，所测温度范围较广，且轴向应力敏感系数较大，具有广泛的应用前景。

摘要:对于光电辅助惯导系统的高精度定位定向而言，系统间敏感轴安装偏角的标定是惯导系统初始对准的关键。该文通过分析影响敏感轴安装偏角的主要因素，在不依赖外界辅助定位信息的情况下，使用双位置信息对敏感轴安装偏角进行标定。通过对误差模型进行分析，采用递推最小二乘参数辨识算法精确估计出惯导系统误差和敏感轴安装偏角。仿真结果表明,姿态估计误差优于0.1′，敏感轴安装偏角的标定精度优于1′，并且算法简单，实验操作方便，耗时较少，不依赖于外在环境，因此,本系统满足高精度定位定向系统的对准要求。

摘要:传统平面近场声全息(CPNAH)是一类典型的不适定问题，采用波数域滤波或Tikhonov正则化等方法都无法彻底解决，因此,提出一种基于平滑〖WTBX〗l〖WTBZ〗0范数的压缩感知平面近场声全息法(SL0CSPNAH)。根据全息面上测量声压的特点，采用symlets8小波函数构建正交小波变换矩阵，将其作为重建面质点法向振速的稀疏基。将CPNAH中使用的瑞利(Rayleigh)第一积分公式离散化，确定SL0CSPNAH中满足约束等距原则的测量矩阵，设置合适的压缩比，利用测量矩阵对稀疏信号进行压缩采样。在由感知矩阵、全息面测量声压和稀疏向量共同构成的约束条件下，建立稀疏向量的最小l0范数优化模型，采用平滑l0范数重建算法求解此模型下的最优化问题，得到质点法向振速的最优稀疏解，再将最优稀疏解和稀疏基相乘恢复重建面质点法向振速。在数值仿真实验中，将测量点由64×64减少到32×64的情况下将传统CPNAH、基于正交匹配追踪算法的压缩感知近场声全息(OMPCSPNAH)、基于子空间追踪算法的压缩感知近场声全息(SPCSPNAH)和SL0CSPNAH进行比较。实验结果表明,在相同采样率和压缩比条件下，采用SL0CSPNAH的声场重建质量较好且重建效率较高。

摘要:温度性能是影响光纤陀螺性能的主要因素，该文针对光纤陀螺的不同应用环境，对光纤陀螺的结构进行优化设计，通过材料热导率的设计，控制光纤环内的温度变化，从而提高光纤陀螺的温度稳定性；通过ANSYS Workbench的有限元分析法，对陀螺骨架的温度进行模拟仿真，既能对结构设计进行理论指导，又能验证结构设计的效果；最终对组装的高精度光纤陀螺样机进行测试，在未进行任何温度补偿的条件下，零偏稳定性达到了0.001 (°)/h量级。

摘要:采用传统固相法中的直接合成法和两步合成法制备了0.96(K0.48Na0.52)(Nb1-xSbx)O3-0.04(Na0.82K0.18)0.5Bi0.5ZrO3（KNNS-BNKZ）无铅压电陶瓷，研究了(Bi, Na, K)ZrO3添加方式，以及Sb摩尔分数对KNNSBNKZ材料显微组织结构和电性能的影响规律。结果表明,采用直接合成法得到的KNNSBNKZ陶瓷在室温下为四方相，而采用两步合成法得到的陶瓷在室温下为正交四方两相共存，且随着Sb摩尔分数的增加，陶瓷材料的密度增大，室温下的相对介电常数增大，压电常数增大，居里温度降低。采用两步合成法制备的Sb摩尔分数为0.06的KNNSBNKZ陶瓷具有最佳电性能：室温下,相对介电常数εr=1 659，介电损耗tan δ=0.038，居里温度TC=243 ℃，压电常数d33=138 pC/N。

摘要:自行搭建了静电纺丝平台，制备了锆钛酸铅陶瓷粉末与聚(偏氟乙烯三氟乙烯)复合材料纳米纤维膜。使用扫描电子显微镜观测了纳米纤维膜的表面形貌特征，使用X线衍射检测了纳米纤维膜中聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相。探究了锆钛酸铅陶瓷质量分数对纳米纤维直径的影响和对其内聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相影响。实验结果表明，使用静电纺丝法制备锆钛酸铅陶瓷粉末与聚偏氟乙烯三氟乙烯复合材料膜时，考虑到纳米纤维的形貌质量与纺丝过程的难易度，合适的锆钛酸铅陶瓷粉末质量分数应为4%。

摘要:以六水硝酸锌、乙二醇甲醚、硝酸钴为原料，乙醇胺为稳定剂，利用溶胶-凝胶法成功地制备了掺杂Co离子的氧化锌（ZnO）纳米粉体，研究了过渡金属离子Co的掺杂浓度和热处理温度对ZnO的晶体结构、形貌、光致发光等性能的影响。结果表明，合成的粉体ZnO纤锌矿结构，粒径大小约(15~20)nm，且随热处理温度的增加衍射峰强度逐渐增加，粒度逐渐增大，并在（101）面择优生长。光致发光（PL）谱显示，在紫外可见光区具有很强的发光峰，随热处理温度和掺杂浓度的不同而发生变化， Zn离子与掺杂的Co离子的摩尔比为100〖DK〗∶2,500 ℃热处理时发光峰强度最高。

摘要:钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)铁电材料因其优异的介电可调谐性能而备受关注。该文介绍了Ba1-xSrxTiO3可调谐材料的发展现状，重点分析优化了Ba1-xSrxTiO3可调谐性能当前的研究趋势，包括粒子尺寸、掺杂改性及介质复合优化，在此基础上综述了铁电铁氧复合对可调谐性能的影响，并对未来的发展方向提出了见解。

摘要:利用旋涂技术，在聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合液中掺入不同质量分数（30%，50%，70%）的钛酸钡(BaTiO3)纳米颗粒，并将混合物均匀涂在洁净的硅片表面进行旋涂处理；加热固化制得压电薄膜，并对压电薄膜进行极化处理，分别运用扫描电子显微镜(SEM)，X线衍射(XRD)仪分析薄膜表面和BaTiO3粉末。实验结果表明，薄膜内部BaTiO3分布相对均匀，且其中BaTiO3纳米颗粒为四方相。设计振动能量采集测试系统测试分析薄膜的输出开路电压和供电能力，分别用单悬臂梁振动和激振器敲击的形式对压电薄膜的输出特性进行研究。压电薄膜的输出电压峰峰值与BaTiO3的质量分数具有高度的一致性，在w(BaTiO3)=70%时，输出电压最高，对应的峰峰值为3.50 V。

摘要:通过建立可变形机翼主动变形的仿真模型，分析压电纤维复合材料（MFC）驱动下的扭转变形，同时以地面实验作验证，研究了MFC在受电压载荷驱动下，对缩比模型主动变形产生的影响。结果表明，热弹性比拟法对可变形机翼在MFC驱动下的主动变形分析，是可行有效的；MFC的驱动效率和其与模型固定端的距离有关；同时，电压的加载方式和速度可进行自主化选择。

摘要:基于ANSYS Workbench 15.0有限元分析软件，建立了复合悬臂梁和多层悬臂梁两种发电装置的有限元模型，分析了其静力学、模态、瞬态动力学以及谐响应特性，并比较了两种发电装置的发电能力和共振频带。结果表明，在相同约束条件下，复合悬臂梁结构发电装置的发电量优于多层悬臂梁结构，并且复合式悬臂梁结构可将共振频带由一个点扩展到一个区间。

摘要:针对微机电系统(MEMS)陀螺低转速区间上非线性性能很强，采用传统方法对其标定误差较大，满足不了实际应用的问题，因此,采用了一种基于误差反向传播(BP)的神经网络的标定与补偿方法。设计了一组基于优先数的速率点，利用三轴转台进行12组速率实验，用最小二乘法求出在传统数学模型下的待标定系数；将三轴MEMS陀螺的输出和转台的实际转速作为样本，对 BP神经网络进行训练，得到神经网络的补偿模型，并对比两种方法的补偿效果。结果表明，传统方法和BP神经网络都对MEMS陀螺的输出进行了有效的补偿；但在低转速区间上，神经网络的补偿效果比传统方法提高了3倍左右。

摘要:研究了混沌分形理论的一种特征参数——关联维数的定义计算及参数选择。提出了一种基于关联维数的板状复合材料超声兰姆(Lamb)波损伤检测方法。通过计算采集健康与无损信号的关联维数，对比其数据差异，作为一种损伤指标，用于概率成像算法的损伤位置定位成像。利用有限元分析进行模拟实验研究，结果表明，提出的算法能准确对复合材料脱层缺陷进行定位成像。

摘要:为了保证机械臂运动的高精度、准定位，采用主动控制技术降低结构的干扰振动是一项迫切而紧急的任务。该文以含变质量构件的弹性梁系统为对象，开展变质量弹性结构的振动特性研究和振动主动控制研究。使用模态叠加法推导了粘贴有压电片的变质量柔性梁组合结构的控制方程，通过仿真获得变质量弹性梁系统的振动特性和运动规律。然后设计反馈控制器对质量增大系统和质量减小系统进行了振动主动控制，并采用时频分析技术分析了控制效果。仿真结果表明,变化的质量在引起系统振动频率改变的同时，还引起了一个附加的阻尼。在变质量时变系统的共振频率区间，通过反馈控制可有效抑制结构的振动。

摘要:钢筋混凝土桥墩受船舶等撞击后损伤状况的监测对其安全性评估具有重要意义。该文提出一种基于压电应力波传播的钢筋混凝土桥墩损伤状况监测方法，对表面布置有压电陶瓷传感器阵列的钢筋混凝土桥墩缩尺模型进行落锤冲击试验，对比冲击前后简谐激励下测量信号幅值和扫频激励下测量信号小波包能量值，实现试件裂缝损伤监测。监测结果与试件实际开裂情况吻合。结果表明，所提方法能有效地监测桥墩结构在冲击作用后的裂缝损伤状况。

摘要:基于兰姆(Lamb)波的无损检测方法已成为板类结构损伤检测的重要手段之一。然而，Lamb波的多模态与频散特性，使其在传播及信号处理方面有很大的复杂性。该文将Lamb波应用于线性相控阵损伤检测研究，采用频率调谐理论，获得频散效应弱的S0波，对板状结构中裂纹型刻槽损伤，进行直观成像和精确定位。仿真与实验表明，频率调谐法可优选出弱频散的S0模态用于损伤检测，结合线性相控阵列，可对损伤类型及方位做出判断，得到有效的损伤检测信息。

摘要:该文基于压电阻抗法（EMI）对带有损伤板类结构进行模拟分析，研究了损伤拓展对EMI信号的影响规律。首先，采用有限元软件ANSYS建立6种不同损伤情况下的三维精细“压电片（PZT）-主体结构”有限元模型；然后，对有限元模型进行动力谐响应分析，得到考虑损伤深度d、损伤位置与压电片距离s的压电片电导频谱信号；最后，通过横纵向对比分析了板类结构损伤扩展对压电片电导频谱信号的影响规律。分析结果表明,采用建立的含有细小损伤的三维精确压电有限元模型，可以精确地检测到压电片电导纳谱中的共振模态，进而可以很好地识别板类结构局部的细小损伤；验证了现有电阻抗法对含有细小损伤结构分析理论的有效性；当损伤位置越靠近压电片，电导频谱信号模态峰值向左偏移的就越多，因此，通过布置压电片的合理位置可以确定结构细小损伤的位置。

摘要:可调频声衬结构可以实现对不同频率噪声的有效控制。该文提出了一种锥形腔体声衬结构，通过平面波理论构建锥形腔体声学的数学模型，推导了锥形腔体声衬的传递损失计算方法。将压电振子作为声衬腔体的背板，通过施加直流电压使压电振子发生形变从而改变声衬腔体的体积，达到扩大敏感频率范围的目的。结合压电振子实验所得体积变化量，采用LMS Virtual.Lab声学有限元软件对声衬模型进行声学仿真。针对直径30 mm的压电振子，高为1 mm的锥形声衬，当电压从0提升至500 V时，体积变化量为24.1%，频率偏移量达到123 Hz，频率变化百分比为13.9%，对比相同尺寸的圆柱形声衬，在相同电压变化下体积变化量为16.95%，频率偏移量为69 Hz，变化百分比约为9.3%。结果表明，锥形腔体声衬比圆柱形腔体在相同直流电压作用下具有更大的频率偏移范围，可以实现噪声的变频控制。

摘要:针对作为被动控制的压电分流阻尼电路提出极点配置方法。对压电分流阻尼系统建立机电耦合方程，考虑模态位移为输出量，得到系统极点的特征方程。运用主导极点与虚轴的距离对系统动态响应衰减有着关键作用这一特性，确立优化目标，然后求解出压电分流阻尼电路参数的最优值。最后通过数值仿真对所设计的优化方法进行检验，并与传统传递函数优化法进行比较。仿真结果表明,运用极点配置方法设计的压电分流电路有着良好的抑制振动的效果，这验证了极点配置方法的有效性。

摘要:为了监测复合材料尾翼结构在受载条件下的健康状况变化,该文提出了一种基于超声导波和典型相关分析的结构健康监测方法。首先，将代表结构健康状况的基准信号和损伤信号之间的相关系数定义为损伤指数，通过典型结构试验确定损伤指数阈值。然后，在载荷施加的过程中以损伤指数超过该阈值的信号路径数量作为衡量结构健康状态的结构损伤指标，通过监测该指标的变化掌握结构的健康状况。在全尺寸复合材料尾翼损伤演化监测实验中，验证了该方法对于复合材料飞行器结构损伤扩展监测的有效性。研究结果表明，结构损伤指标的变化可以反应结构健康状况的变化趋势，在役结构健康监测方法可以实现对复合材料尾翼结构的实时监测。