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压电叠堆致动器在大刚度负载下位移损失因素分析
1
作者 张段芹 杨闻涛 +2 位作者 张敬航 陈瑶瑶 刘旭玲 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期129-134,共6页
通过测量大刚度负载下压电叠堆微动台的位移输出特性,表明其输出位移明显小于商用压电叠堆说明书中的预期值,且随着压电叠堆上预压力的增大,其输出位移先增大后减小。经分析发现,在大刚度负载、低预压力下,压电叠堆与负载之间的机械接... 通过测量大刚度负载下压电叠堆微动台的位移输出特性,表明其输出位移明显小于商用压电叠堆说明书中的预期值,且随着压电叠堆上预压力的增大,其输出位移先增大后减小。经分析发现,在大刚度负载、低预压力下,压电叠堆与负载之间的机械接触刚度与叠堆刚度在同一数量级,驱动端有效刚度的减小将导致输出位移损失;随着预压力的增大,压电叠堆内非180°畴重定向增强了压电效应,且机械接触刚度增大直至极限值。但叠堆的压电系数在压力过大时会因退极化而降低,故微动台总体上将有较大的位移损失,且在接触刚度和退极化两种因素作用下,位移在某预压力时达到极值。 展开更多
关键词 压电叠堆致动器 大刚度负载 位移损失 预压力 微动台
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基于放大机构的压电叠堆泵设计分析及试验 被引量：2
2
作者 陈凤 赵凯 +3 位作者 纪晶 胡笑奇 杨晓斌 胡彩旗 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期764-770,共7页
为了克服压电叠堆输出位移较小、对泵振子泵送能力弱的缺点,综合杠杆铰链与三角形铰链结构性能优点,提出基于放大机构的压电叠堆泵,分别开展理论放大倍数分析、ANSYS仿真分析、流固耦合分析及泵送性能试验测定研究.结果表明,压电叠堆泵... 为了克服压电叠堆输出位移较小、对泵振子泵送能力弱的缺点,综合杠杆铰链与三角形铰链结构性能优点,提出基于放大机构的压电叠堆泵,分别开展理论放大倍数分析、ANSYS仿真分析、流固耦合分析及泵送性能试验测定研究.结果表明,压电叠堆泵仿真放大倍数约为20.3时,与理论计算值相对误差为11.7%;ANSYS仿真分析表明,泵振子的二阶频率对应的弯振为最佳振型,该振型对应的工作频率为1356.30 Hz,在该工作频率下对压电叠堆泵进行流固耦合分析,得出泵送流量为41.78 mL/min.在上述研究分析的基础上试制压电叠堆泵样机并进行泵送性能试验,发现在驱动电压50 V下,测得泵送流量为32.50 mL/min,仿真流量与试验流量相对误差为28.5%,进而分析了误差产生的原因,最大泵送压差值为13.7 mm.试验结果具有良好的稳定性,验证了仿真数据结果的可靠性,可为压电泵新型放大机构和压电叠堆驱动方式的进一步研究提供可靠参考. 展开更多
关键词 压电叠堆 杠杆三角放大机构 流固耦合 有限元分析 泵送性能试验
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轨下压电叠堆俘能器安装对车轨系统动力性能的影响 被引量：1
3
作者 杜承运 王建军 +1 位作者 金浩 汤丽华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期248-259,共12页
压电俘能技术已经在轨道交通领域受到广泛关注,但目前主要侧重于压电俘能器的结构设计。俘能器的安装会在轨道结构中附加新的装置,可能会对车轨系统动力性能产生一定影响,甚至会威胁行车安全。然而,俘能器的安装对车轨系统动力性能的影... 压电俘能技术已经在轨道交通领域受到广泛关注,但目前主要侧重于压电俘能器的结构设计。俘能器的安装会在轨道结构中附加新的装置,可能会对车轨系统动力性能产生一定影响,甚至会威胁行车安全。然而,俘能器的安装对车轨系统动力性能的影响鲜有报道。以轨下压电叠堆俘能器为研究对象,建立了车辆-轨道-俘能器耦合系统的动力分析模型,构建了安装单个或多个俘能器下钢轨和道床的垂向振动方程,采用MATLAB软件编写了新型预测-校正积分法程序,给出了理论解答。通过与已有文献的结果对比,验证了程序的正确性。进一步,探究了采用单个和多个安装方式时俘能器的等效刚度对车轨系统动力性能(钢轨位移、钢轨加速度、扣件力和车体加速度)的影响,并评估了等效刚度与列车舒适度的关系。结果表明:当俘能器等效刚度在0~60×10^(6)N/m变化时,随着俘能器等效刚度的增加,两种安装方式的最大钢轨位移减小,钢轨加速度减少,车体加速度几乎保持不变,扣件力减小,列车行驶的舒适度呈现微小变化;当俘能器的等效刚度在0~2×10^(6)N/m选取时,俘能器的安装对车轨系统动力性能影响很小。研究成果为轨下压电叠堆俘能器的设计与安装提供了理论指导。 展开更多
关键词 压电俘能器 车轨系统 轨下 压电叠堆俘能器 动力性能
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用于共振隔膜泵的大位移压电叠堆执行器研究 被引量：2
4
作者 蒋鑫 朱玉川 张洺铭 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第6期833-838,共6页
针对现有压电振子驱动的共振隔膜泵中存在隔膜往复运动位移及位移放大比小的问题,该文设计出一种可应用于共振隔膜泵的大位移压电叠堆执行器,利用压电叠堆作电-机转换器,提高其响应速度,采用矩形弹簧结构,保证系统稳定性,提高系统的一... 针对现有压电振子驱动的共振隔膜泵中存在隔膜往复运动位移及位移放大比小的问题,该文设计出一种可应用于共振隔膜泵的大位移压电叠堆执行器,利用压电叠堆作电-机转换器,提高其响应速度,采用矩形弹簧结构,保证系统稳定性,提高系统的一阶固有频率。建立压电叠堆执行器的数学模型,并分析了系统的位移放大比和各阶固有频率,测试了样机的相关性能。实验结果表明,在输入激励信号幅值60 V、频率510 Hz的正弦信号下,该压电叠堆执行器输出位移为154μm,位移放大倍数为18.11倍,研制的压电叠堆执行器具有较高的响应速度及较大的输出位移,可用于提升共振隔膜泵的输出性能。 展开更多
关键词 压电叠堆执行器 压电叠堆材料 位移放大 谐振驱动 共振隔膜泵
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位移放大型压电叠堆泵的研究
5
作者 董云峰 曲兴田 +1 位作者 董景石 赵宏伟 《液压与气动》 北大核心 2009年第8期14-16,共3页
压电叠堆具有响应快、分辨率高、输出力大以及输出位移较大等优点。利用压电叠堆作为驱动器,结合柔性铰链位移放大机构设计了流体泵样机。对压电叠堆泵样机进行了实验研究,分析了对泵输出性能和压力性能的影响因素,证明压电叠堆泵输出... 压电叠堆具有响应快、分辨率高、输出力大以及输出位移较大等优点。利用压电叠堆作为驱动器,结合柔性铰链位移放大机构设计了流体泵样机。对压电叠堆泵样机进行了实验研究,分析了对泵输出性能和压力性能的影响因素,证明压电叠堆泵输出压力大,性能稳定。 展开更多
关键词 压电叠堆 柔性铰链 有限元 压电叠堆泵
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应用于压电叠堆泵的微位移放大机构 被引量：20
6
作者 杨志刚 刘登云 +2 位作者 吴丽萍 陈洪涛 刘鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期884-888,共5页
提出了一种应用于压电叠堆泵的微位移放大机构,该机构以压电叠堆(积层式压电微位移器)为驱动元件,通过基于三角形放大原理的柔性铰链放大机构,放大压电叠堆的输出位移。同时,设计、研制了实验装置,并在试制样机上对其静、动态特性进行... 提出了一种应用于压电叠堆泵的微位移放大机构,该机构以压电叠堆(积层式压电微位移器)为驱动元件,通过基于三角形放大原理的柔性铰链放大机构,放大压电叠堆的输出位移。同时,设计、研制了实验装置,并在试制样机上对其静、动态特性进行了实验。实验测试结果表明:该机构对压电叠堆输出位移的放大倍数达到5倍,并且该机构具有线性良好、高分辨率、高频响应等特点。由有限元分析得到的固有频率达到了1.8 kHz,实际测量的固有频率为1.5 kHz。 展开更多
关键词 压电叠堆泵 放大机构 微位移 柔性铰链 三角形放大
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压电叠堆位移放大致动器的动态特性 被引量：12
7
作者 靳宏 金龙 +2 位作者 徐志科 吴明清 鲍诗杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期146-151,共6页
为了准确掌握压电叠堆位移放大致动器的动态特性,本文利用谐响应分析、阻抗测试法和动态投影栅线法对其进行分析研究。首先,使用ANSYS分析软件对放大机构的模态和位移随频率变化情况进行有限元分析。然后,运用压电陶瓷的阻抗测试法,对... 为了准确掌握压电叠堆位移放大致动器的动态特性,本文利用谐响应分析、阻抗测试法和动态投影栅线法对其进行分析研究。首先,使用ANSYS分析软件对放大机构的模态和位移随频率变化情况进行有限元分析。然后,运用压电陶瓷的阻抗测试法,对这一压电致动器的阻抗特性进行测量分析。最后通过动态投影栅线法对压电致动器的通放电位移状况进行测量分析。实验结果表明:位移放大机构的谐响应频率为1 724 Hz,能提供较大的输出力矩;压电致动器的谐振频率为8.3 kHz左右,反谐振频率为8.75 kHz左右,它的工作最快响应时间在0.3 ms以内;它能在0.5 ms内完成位移的突变,位移波动小于5μm,且位移量随电压值呈线性变化;放电时的动态位移过程平稳。因此,这一压电致动器具有响应速度快,位移波动小、线性度好、精度高,输出力矩大等较好的动态响应特性,能被广泛应用于各种需要响应快、精度高、位移大的微位移控制驱动系统中,其应用前景值得期待。 展开更多
关键词 压电叠堆 位移放大 致动器 动态特性
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仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电叠堆泵的结构设计 被引量：9
8
作者 胡笑奇 张建辉 +2 位作者 黄毅 夏齐霄 黄卫清 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1334-1343,共10页
受具有高速巡游速度的金枪鱼的启发,提出了一种微脉动、大流量、仿尾鳍变截面振子无阀压电泵。以压电叠堆为激励源,设计了仿尾鳍变截面振子,实验验证了振子的二阶弯振和金枪鱼高速巡游的摆动模式一致。利用有限元分析软件ANSYS分析了振... 受具有高速巡游速度的金枪鱼的启发,提出了一种微脉动、大流量、仿尾鳍变截面振子无阀压电泵。以压电叠堆为激励源,设计了仿尾鳍变截面振子,实验验证了振子的二阶弯振和金枪鱼高速巡游的摆动模式一致。利用有限元分析软件ANSYS分析了振子的模态振型,提出了模态分离更好的Y型振子。为避免压电叠堆受力不均匀而受到损坏,采用钢球和隔离块作为压电叠堆传递力和振动的媒介,实现了压电叠堆和泵腔内液体的干湿分离。设计了二级杠杆/柔铰机构,放大了振子端部柔性叶片摆动幅度。最后,研制了样机,并进行了不同驱动频率下的仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电叠堆泵的流量测量,结果表明,在80V正弦电压的激励下,激励频率为1 350Hz时泵的流量达到峰值(400ml/min)。本设计方案能够有效地提高泵的性能,满足工程实践中对大流量无阀压电泵的需求。 展开更多
关键词 无阀压电泵 仿尾鳍式 变截面摆动振子 压电叠堆
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压电叠堆泵驱动的新型直线马达 被引量：6
9
作者 唐可洪 阚君武 +2 位作者 彭太江 朱国仁 高俊峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期145-150,共6页
提出一种利用压电叠堆泵驱动的新型直线马达(简称压电液压马达),介绍了其系统构成及工作原理,并进行了理论及试验研究。理论分析结果表明,压电液压马达的性能是由压电振子/泵腔/截止阀/液压缸的结构尺寸、负载及工作频率等多种要素共同... 提出一种利用压电叠堆泵驱动的新型直线马达(简称压电液压马达),介绍了其系统构成及工作原理,并进行了理论及试验研究。理论分析结果表明,压电液压马达的性能是由压电振子/泵腔/截止阀/液压缸的结构尺寸、负载及工作频率等多种要素共同决定的,只有当相关要素合理配置时才能实现压电液压马达的预期功能。在其他参数确定的情况下,当负载为其最大驱动力的二分之一时输出功率和能量最大。利用尺寸为4 mm×4 mm×80 mm的压电叠堆制作了腔体直径为30 mm的压电泵,并对其直接输送流体及驱动液压缸时的流量、压力及功率等性能进行了测试与对比分析。结果表明,采用直径为15 mm的液压缸时,压电液压马达的最大速度、推力及功率分别为12.5 mm/s3、2 N和93 mW。 展开更多
关键词 压电叠堆 压电泵 直线马达 液压缸
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一种非共振式压电叠堆直线电机的机理与设计 被引量：7
10
作者 陈西府 王寅 +1 位作者 黄卫清 潘松 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第15期82-87,共6页
提出一种利用压电叠堆驱动的非共振式直线电机。研究了非共振状态下压电叠堆输出机构的理论模型,提出了电机定子的"三明治刚度"结构。研究了基于压电叠堆的非共振状态下摩擦驱动机理模型,推导了驱动足端部的椭圆运动轨迹。对... 提出一种利用压电叠堆驱动的非共振式直线电机。研究了非共振状态下压电叠堆输出机构的理论模型,提出了电机定子的"三明治刚度"结构。研究了基于压电叠堆的非共振状态下摩擦驱动机理模型,推导了驱动足端部的椭圆运动轨迹。对设计、制造的样机进行了测试,试验表明在较宽的频率范围内,电机运行平稳,且电机速度与激励频率、激励电压近似成线性关系。当电压峰峰值为100 V、频率为1.6 kHz、预压力为45 N时,速度可达2.8 mm/s,输出力为3.5 N。 展开更多
关键词 直线电机 压电叠堆 非共振 摩擦驱动 椭圆轨迹
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动摩擦型压电叠堆直线电机定子的振动特性 被引量：11
11
作者 陈西府 黄卫清 王寅 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期960-966,983,共7页
为提高动摩擦非共振型压电电机的输出力,研究了该型电机定子的振动特性及其对电机输出力的影响。通过分析电机的总体结构和工作机理,建立了电机定子的纵向振动模型和伪刚体模型,给出了定子驱动端的振动微分方程,并获得了纵向位移函数和... 为提高动摩擦非共振型压电电机的输出力,研究了该型电机定子的振动特性及其对电机输出力的影响。通过分析电机的总体结构和工作机理,建立了电机定子的纵向振动模型和伪刚体模型,给出了定子驱动端的振动微分方程,并获得了纵向位移函数和横向位移函数。从功能原理出发,推导了电机的周期平均输出力公式。利用数值分析法对电机的纵向振幅特性和推力特性进行了仿真。设计、制作了电机样机,对不同激励条件下定子驱动端的纵向振动位移和电机输出力进行了测试。仿真和试验结果验证了定子振动特性理论:电机输出力随纵向振幅的增加而增加,且近似成线性关系。测试结果表明:在激励电压峰峰值为100V、频率为1.6kHz时,驱动端振幅最大可达0.92μm,样机输出力最大可达3.5N。 展开更多
关键词 直线电机 压电叠堆 振动特性 定子
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压电叠堆谐振特性的理论与实验研究 被引量：13
12
作者 芮小健 钟秉林 颜景平 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1993年第2期42-46,61,共6页
从理论上研究了压电叠堆的基本特性和振动规律.并着重研究了压电叠堆的谐振特性测试中的问题.建立了测试系统.对所研制压电叠堆的特性进行了实验研究.通过理论和实验研究,得出一些结论,这些结论揭示了压电叠堆的独特性能.对器件的设计... 从理论上研究了压电叠堆的基本特性和振动规律.并着重研究了压电叠堆的谐振特性测试中的问题.建立了测试系统.对所研制压电叠堆的特性进行了实验研究.通过理论和实验研究,得出一些结论,这些结论揭示了压电叠堆的独特性能.对器件的设计和推广应用都有一定意义. 展开更多
关键词 压电叠堆 谐振特性 压电晶体
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微量试剂分配压电叠堆泵的设计与实验 被引量：3
13
作者 陈立国 邵超 +2 位作者 刘德利 陈涛 朱永杨 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第3期382-385,389,共5页
设计、研制了进行微量、快速、精确试剂分配的压电叠堆泵,研究了压电叠堆泵的结构及工作原理,利用解析法和有限元仿真分析法对泵膜、位移放大机构的静态、动态特性进行了分析和研究,并研究了关键参数对泵性能的影响。对样机进行实验研究... 设计、研制了进行微量、快速、精确试剂分配的压电叠堆泵,研究了压电叠堆泵的结构及工作原理,利用解析法和有限元仿真分析法对泵膜、位移放大机构的静态、动态特性进行了分析和研究,并研究了关键参数对泵性能的影响。对样机进行实验研究,研究了压电叠堆泵的输出流量、压力分别同加载电压及频率的关系,并测试了压电叠堆泵和试剂泵的输出流量的重复精度和精度。实验结果表明,该文研制的压电叠堆泵能满足微量、快速、精确的试剂分配的要求。 展开更多
关键词 微量试剂分配 微泵 压电叠堆 微位移放大机构
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应用于压电叠堆泵的柔性铰链放大机构的设计和性能分析 被引量：4
14
作者 刘登云 杨志刚 +1 位作者 吴丽萍 程光明 《机械设计》 CSCD 北大核心 2007年第4期68-70,共3页
研制了一种应用于压电叠堆泵的柔性铰链放大机构,通过有限元方法分析了一些主要机构参数对柔性铰链放大机构输出位移的影响,并对其参数进行了优化设计。在此基础上加工制造了样机,并通过试验验证了其良好的位移放大性能和动态响应特性。
关键词 压电叠堆 柔性铰链 放大机构
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摩擦驱动型压电叠堆直线电机的工作机理 被引量：2
15
作者 陈西府 徐晶晶 +1 位作者 王寅 黄卫清 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期742-746,813,共5页
以一种典型的摩擦驱动型压电叠堆直线电机结构为例,对摩擦驱动型压电叠堆直线电机的振动摩擦驱动机理进行研究。结合电机系统的振动脱离模型,分析了电机定子与动子脱离的力学条件,进而分析电机结构参数和工作参数对椭圆运动和振动脱离... 以一种典型的摩擦驱动型压电叠堆直线电机结构为例,对摩擦驱动型压电叠堆直线电机的振动摩擦驱动机理进行研究。结合电机系统的振动脱离模型,分析了电机定子与动子脱离的力学条件,进而分析电机结构参数和工作参数对椭圆运动和振动脱离性能的影响。对原理样机进行了试验研究,结果表明,压电叠堆的激励电压、激励频率和电机的预压力对电机的振动脱离性能有显著影响。 展开更多
关键词 直线电机 压电叠堆 摩擦驱动 振动脱离 设计理论
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阵列压电叠堆驱动高速开关阀的设计与仿真分析 被引量：3
16
作者 高强 朱勇 +2 位作者 钱鹏飞 张兵 王杰 《液压与气动》 北大核心 2023年第9期56-62,共7页
针对目前高速开关阀采用PWM控制信号产生诸如高频流量脉动、振动与噪声等问题,基于并联液阻和二级制编码技术设计一种阵列压电叠堆驱动的高速开关阀。阵列压电叠堆的轴向长度呈二进制编码排列,故采用PCM(脉码调制)信号来控制每个压电叠... 针对目前高速开关阀采用PWM控制信号产生诸如高频流量脉动、振动与噪声等问题,基于并联液阻和二级制编码技术设计一种阵列压电叠堆驱动的高速开关阀。阵列压电叠堆的轴向长度呈二进制编码排列,故采用PCM(脉码调制)信号来控制每个压电叠堆的工作状态进而实现阀口开度的离散化调节。其次,基于MATLAB/Simulink建立高速开关阀数学模型,并通过仿真揭示了流量瞬态不确定产生机理。最后,提出一种基于模型的PCM编码控制策略,阶跃跟踪结果表明:流量跟踪无超调,且稳态误差在0.015 L/min以内;正弦跟踪结果表明:当阵列压电叠堆的开启和关闭动态特性不对称时,最大误差增加至0.61 L/min,但平均误差和误差标准差的变化范围仅在0.004 L/min和0.013 L/min以内。 展开更多
关键词 阵列压电叠堆 高速开关阀 二进制编码 流量瞬态不确定性 流量控制策略
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压电叠堆相位滞后特性的研究 被引量：3
17
作者 芮小健 颜景平 钟秉林 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1993年第4期23-26,共4页
压电叠堆构成的微位移器广泛应用于精密工程和各种控制领域. 作动态控制时对压电叠堆的相位响应特性有一定要求.笔者分析了影响压电叠堆响应特性的主要因素:(1)容性器件电流与端电压的关系;(2)叠堆结构本身的蠕变等机械阻尼;(3)信号源... 压电叠堆构成的微位移器广泛应用于精密工程和各种控制领域. 作动态控制时对压电叠堆的相位响应特性有一定要求.笔者分析了影响压电叠堆响应特性的主要因素:(1)容性器件电流与端电压的关系;(2)叠堆结构本身的蠕变等机械阻尼;(3)信号源内阻造成的相位滞后;(4)机械夹持结构的动特性影响.通过分析可以掌握在堆相位滞后的实质,为控制系统最优设计提供依据.文中给出了一组压电叠堆实际相频特性的测量结果,提出了相位滞后的校正方案,并进行了实际修正. 展开更多
关键词 压电叠堆 滞后 相频特性 压电器件
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神经网络分数阶PI^μD^λ在压电叠堆控制中的应用 被引量：3
18
作者 李新波 付云博 +3 位作者 姜良旭 杜娟 石要武 杨志刚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3439-3445,共7页
为了克服压电叠堆的迟滞特性,实现压电叠堆的精确控制,建立了压电叠堆控制系统,研究了该系统所用到的神经网络、分数阶微积分等算法。首先,搭建了采集压电叠堆位移数据的硬件系统,并对含有噪声的位移数据进行了滤波处理;利用径向基函数... 为了克服压电叠堆的迟滞特性,实现压电叠堆的精确控制,建立了压电叠堆控制系统,研究了该系统所用到的神经网络、分数阶微积分等算法。首先,搭建了采集压电叠堆位移数据的硬件系统,并对含有噪声的位移数据进行了滤波处理;利用径向基函数（RBF）神经网络对压电叠堆建模,得到了模型参数。然后,利用RBF神经网络建模得到的Jacobain信息来整定分数阶PI~μD~λ控制器中的参数对压电叠堆进行控制。最后,与RBF整数阶PID对压电叠堆的控制效果进行了对比。结果显示：RBF建模误差仅为位移实测数据的0.22%,RBF神经网络分数阶PIμDλ控制系统输出稳定,很好地跟随了给定。得到的结果表明RBF神经网络分数阶PI~μD~λ控制器控制性能良好,在压电叠堆的控制中比RBF整数阶PID控制器表现得更加稳定、精确。 展开更多
关键词 压电叠堆 迟滞特性 径向基函数(RBF)神经网络 分数阶PIμDλ
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压电叠堆泵的初步研究 被引量：3
19
作者 刘登云 陈洪涛 +1 位作者 杨志刚 程光明 《液压与气动》 北大核心 2007年第3期71-74,共4页
该文对压电叠堆泵进行了结构设计,分析了泵的工作原理,设计、制作了样机,对压电叠堆泵的电压工作特性以及频率工作特性等方面性能进行了初步的实验研究和测试,所得到的实验结果及其对结果的分析,为以后压电叠堆泵的研究工作作了铺垫。
关键词 压电叠堆 单腔体 薄膜阀
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压电叠堆式发电装置的建模与仿真分析 被引量：11
20
作者 王光庆 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第19期2298-2304,共7页
提出一种利用压电叠堆进行机电能量转换的压电发电装置,并采用压电振动理论和杆的波动理论建立了发电装置的机电耦合分析模型以及输出电压、电流与压电叠堆受力之间的关系表达式。基于该模型研究了压电叠堆结构尺寸、材料参数、外力激... 提出一种利用压电叠堆进行机电能量转换的压电发电装置,并采用压电振动理论和杆的波动理论建立了发电装置的机电耦合分析模型以及输出电压、电流与压电叠堆受力之间的关系表达式。基于该模型研究了压电叠堆结构尺寸、材料参数、外力激振频率和幅值、系统惯性质量和弹簧刚度等对装置发电性能的影响规律。研究结果表明:外力激振幅值越大,压电叠堆产生的输出电压也大,当激振信号频率与装置的谐振频率一致时,发电装置的输出电压、输出电流达到最大;在激振信号频率一定的情况下,当压电叠堆的长度和截面面积满足其频率方程时,压电叠堆将产生谐振,此时,其输出电压、输出电流最大;当发电装置的负载与其阻抗匹配时,发电装置的机电转换效率达到最大。 展开更多
关键词 压电叠堆 压电发电 波动理论 机电能量转换
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