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考虑非线性滞后的大功率超磁致伸缩换能器场路耦合瞬态模型
1
作者
李湖胜
高兵
+2 位作者
赵能桐
何志兴
罗安
《电工技术学报》
北大核心
2025年第19期6180-6191,共12页
大功率超磁致伸缩电声换能器具有能量密度高、输出力大等优越性能,在主动声呐探测、资源探测等领域广泛应用,构建其瞬态模型是装备优化设计的关键。但因超磁致伸缩换能器具有电-磁-机-声多场耦合的特点,其输出呈现复杂的非线性动态滞后...
大功率超磁致伸缩电声换能器具有能量密度高、输出力大等优越性能,在主动声呐探测、资源探测等领域广泛应用,构建其瞬态模型是装备优化设计的关键。但因超磁致伸缩换能器具有电-磁-机-声多场耦合的特点,其输出呈现复杂的非线性动态滞后行为,且现有模型难以描述换能器的非线性瞬态特性。因此,该文在考虑超磁致伸缩材料非线性磁滞的基础上,提出能快速准确表征换能器瞬态特性的“场-路”耦合模型构建方法。基于“模块化”建模思想,构建计及非线性滞后影响的电-磁-机等效电路子模块和机-声瞬态场子模块,以表征换能器的电流-位移动态滞后响应和瞬态声压特性。最后,研制谐振频率为500 Hz、最大声源级大于206 dB的换能器样机,并进行了实验测试,结果表明:模型在400~600 Hz范围内声源级最大误差仅为4.34%,能够有效刻画换能器的瞬态电-声输出特性和发射电流响应等特性。
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关键词
超磁致伸缩换能器
非线性滞后
瞬态特性
场路耦合
有限元法
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职称材料
题名
考虑非线性滞后的大功率超磁致伸缩换能器场路耦合瞬态模型
1
作者
李湖胜
高兵
赵能桐
何志兴
罗安
机构
电能高效高质转换全国重点实验室(
湖南大学
)
水下
声波
雷达
集成
攻关大
平台
(
湖南大学
)
出处
《电工技术学报》
北大核心
2025年第19期6180-6191,共12页
基金
国家重大科研仪器研制项目(52127901)
国家自然科学基金项目(52377010)资助。
文摘
大功率超磁致伸缩电声换能器具有能量密度高、输出力大等优越性能,在主动声呐探测、资源探测等领域广泛应用,构建其瞬态模型是装备优化设计的关键。但因超磁致伸缩换能器具有电-磁-机-声多场耦合的特点,其输出呈现复杂的非线性动态滞后行为,且现有模型难以描述换能器的非线性瞬态特性。因此,该文在考虑超磁致伸缩材料非线性磁滞的基础上,提出能快速准确表征换能器瞬态特性的“场-路”耦合模型构建方法。基于“模块化”建模思想,构建计及非线性滞后影响的电-磁-机等效电路子模块和机-声瞬态场子模块,以表征换能器的电流-位移动态滞后响应和瞬态声压特性。最后,研制谐振频率为500 Hz、最大声源级大于206 dB的换能器样机,并进行了实验测试,结果表明:模型在400~600 Hz范围内声源级最大误差仅为4.34%,能够有效刻画换能器的瞬态电-声输出特性和发射电流响应等特性。
关键词
超磁致伸缩换能器
非线性滞后
瞬态特性
场路耦合
有限元法
Keywords
Giant magnetostrictive transducer
hysteresis nonlinearity
transient characteristic
field-circuit coupling
finite element method(FEM)
分类号
TN712.2 [电子电信—电路与系统]
TM134 [电气工程—电工理论与新技术]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑非线性滞后的大功率超磁致伸缩换能器场路耦合瞬态模型
李湖胜
高兵
赵能桐
何志兴
罗安
《电工技术学报》
北大核心
2025
0
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