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压电变压器的理论设计及实验研究

压电变压器的理论设计及实验研究

作者：叶星宏电子科技大学

学位级别：硕士

压电变压器相对于传统的电磁变压器具有体积小、重量轻、升压比高、不易燃、无电磁污染等特点,较好的解决了电磁压电变压器体积大、电磁污染严重等缺陷,是电子信息系统中不可或缺的重要部件。但其自身所存在的固有缺点也在很大程度上... 详细信息

压电变压器相对于传统的电磁变压器具有体积小、重量轻、升压比高、不易燃、无电磁污染等特点,较好的解决了电磁压电变压器体积大、电磁污染严重等缺陷,是电子信息系统中不可或缺的重要部件。但其自身所存在的固有缺点也在很大程度上限制了压电变压器的进一步发展,突出的问题有:压电变压器的研制包括材料设计、尺寸设计、电极设计和电路设计等多个环节,所涉及的理论面很广;压电变压器的高升压比和大功率输出难以同时得到保证;压电变压器的工作过多地依赖于谐振频率,为外部电路的设计带来了困难。针对以上问题本文从基本的物理公式出发,建立了分析压电变压器的等效电路模型,并以此模型为基础,设计了当前较为新型的径向振动压电变压器,制备并测试了其性能,初步探索了其驱动电路。本论文主要工作如下: (1)基于压电理论和波动方程,推导了新近发明的径向振动型压电变压器主径向振动模式的物理等效电路模型,对旧有的等效电路(Rosen型)给出了多层结构的物理等效电路模型;(2)探索径向振动压电变压器的制备工艺,主要采用起粘结作用的不导电的快干胶以及既有粘结功能又有导电功能的导电胶,同时制备另一种多层结构的压电变压器;(3)压电变压器的参数测试及性能测试,主要测试等效电路参数R、L、C、f、C、C,以及升压比的负载特性曲线、频率特性曲线,输出功率,转换效率,然后根据测试所得,提出一种优化的设计方法;(4)探索压电变压器驱动电路的设计和制备,采用一种较简单的电路来设计,以期对后续研究提供参考。最终制备得到的径向振动压电变压器的性能参数如下:在低输入电压(幅值3V正弦波)和谐振状态(98.9kHz)条件下,空载升压比为50;在频率98.9kHz、幅值38伏的方波电压输入和20千欧负载电阻条件下,输出功率33W,转换效率达到85%。

关键词：压电变压器径向振动等效电路驱动电路

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压电变压器等效电路参数测量及性能模拟

电子科技大学学报 2007年第4期36卷 781-783,812页

作者：叶星宏吴志明蒋亚东电子科技大学光电信息学院成都610054

压电变压器与传统的电磁变压器相比较,具有体积小、重量轻、升压比高、不易燃、无电磁污染等特点,是电子信息系统中不可或缺的重要元件,因而获得广泛应用。该文用Y参数等效电路模型,通过Agilent-4294A测得了径向振动压电变压器的相关等... 详细信息

压电变压器与传统的电磁变压器相比较,具有体积小、重量轻、升压比高、不易燃、无电磁污染等特点,是电子信息系统中不可或缺的重要元件,因而获得广泛应用。该文用Y参数等效电路模型,通过Agilent-4294A测得了径向振动压电变压器的相关等效电路参数:R、L、C、Cd1和Cd2,并比较了参数的测试值与理论值,分析了其误差。将所得参数带入物理等效电路模型,模拟和分析了径向振动压电变压器的升压比、输出功率和转换效率随负载变化的特性。

关键词：等效电路参数压电变压器径向振动 Y参数

依托班级微信公众平台开展班本化习作课程的实践与思考

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小学教学研究 2021年第20期 22-23页

作者：叶星宏江苏省南京市西善花苑小学

在语文教学中,习作教学一直是一个值得研究的教学领域。以往的习作教学较为侧重写作技巧和经验的传授,这从根本上违背了学生学习的规律,学生没有写作动力,习作教学也处在一个低效的状态。本文从教学实践和学生实际出发,探讨借助微信公... 详细信息

在语文教学中,习作教学一直是一个值得研究的教学领域。以往的习作教学较为侧重写作技巧和经验的传授,这从根本上违背了学生学习的规律,学生没有写作动力,习作教学也处在一个低效的状态。本文从教学实践和学生实际出发,探讨借助微信公众平台开发班本化习作课程的几种有效形式。

关键词：微信公众平台班本化课程习作教学

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小学语文高年段提问策略的教学实践与思考

小学教学研究 2020年第15期 57-59页

作者：叶星宏江苏南京市西善花苑小学

阅读教学作为小学语文教学的一个部分,一直是课堂教学中的重点.新课改下语文课堂的一大改变是从"教课文"到"教阅读",阅读教学策略成了语文课堂教学研究的一个新方向.提问策略又是阅读策略中的一个重要策略,是帮助学生进行深入阅读的一... 详细信息

阅读教学作为小学语文教学的一个部分,一直是课堂教学中的重点.新课改下语文课堂的一大改变是从"教课文"到"教阅读",阅读教学策略成了语文课堂教学研究的一个新方向.提问策略又是阅读策略中的一个重要策略,是帮助学生进行深入阅读的一个重要途径.

关键词：小学语文提问策略教学实践

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品出来的鸟语花香读出来的诗情画意

语文知识 2016年第24期 44-45页

作者：叶星宏江苏省南京市雨花外国语小学西善花苑分校

案例背景：《槐乡五月》是苏教版小学语文教材第六册中的课文。该文不是一首诗，却有着诗一般的语言；不是一则童话，却有着童话般的意境。作者以优美形象的语言，生动描绘了槐乡五月槐花飘香的季节，

关键词：诗情画意鸟语小学语文教材苏教版语言童话

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基于混合驱动技术的水下小型机器人（英文）

Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2023年第7期 596-612页

作者：叶星宏杨旸焦鹏程贺治国李灵炜浙江大学海洋学院港口海岸与近海工程研究所新加坡国立大学生物医学工程系浙江大学海洋感知技术与装备教育部工程研究中心浙江大学海洋岩土工程与材料浙江省重点实验室

目的：水下机器人运动时会受到水下环境中局部水流方向和流速的无规则变化等随机因素的干扰，并且其在水中的运动过程本身是一个强耦合的非线性系统，因此对水下机器人的动力驱动性能提出了较高的要求。本文旨在探索一种水下混合驱动技... 详细信息

目的：水下机器人运动时会受到水下环境中局部水流方向和流速的无规则变化等随机因素的干扰，并且其在水中的运动过程本身是一个强耦合的非线性系统，因此对水下机器人的动力驱动性能提出了较高的要求。本文旨在探索一种水下混合驱动技术，即将化学放能反应软体驱动器与螺旋桨推进器耦合，提升水下机器人动力驱动性能，以实现快速、灵活且可靠的水下运动表现。创新点：1.提出了一种水下混合驱动技术，即将化学放能反应驱动（柔性）与螺旋桨驱动（刚性）相结合，且所提出的由刚性-柔性驱动协同运作的混合驱动技术能够结合两种驱动方式的优势特点，完成其中任一单一驱动方式无法实现的水下运动表现；2.建立了混合驱动水下小型机器人运动过程的数值模拟和机理分析模型，成功模拟了混合驱动机器人水下运动全过程，并定量研究了混合驱动技术的驱动性能和运动表现。方法：1.通过实验研究，完成混合驱动水下小型机器人的设计制造及运动测试（图1～8）;2.建立运动过程的数值模拟模型，定量研究混合驱动水下小型机器人的动力学表现（图9）;3.建立运动过程的理论推导模型（公式(1)～(8)），揭示混合驱动水下小型机器人的驱动及运动过程的力学原理（图10），并对比验证实验、数模和理论结果，验证所提方法的可行性和有效性（图11）。结论：1.混合驱动水下小型机器人能实现瞬时弹射，然后保持上升、转向或悬停于某一位置，具有优异的快速响应驱动能力且能满足水下运动多自由度要求；2.与现有混合驱动技术研究相比，所报道的混合驱动技术具有更强的运行可靠性和快速响应能力；3.化学放能反应驱动的极高驱动加速度，能够帮助水下机器人在面临被地形卡死或被水生植物缠绕等复杂情况时成功摆脱，或实现水下瞬间启动和制动、瞬间转向和避障等；4.螺旋桨推进驱动的机动性和持续性能够帮助机器人在水下稳定作业，实现水下监测等潜在应用。

关键词：混合驱动技术水下小型机器人快速响应驱动运动可靠性

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船舶尾部响应特性试验与计算

舰船科学技术 2022年第20期44卷 67-70页

作者：叶星宏夏利娟吴贝尼上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

船舶尾部是船上有害振动的集中发生区域,其振动响应历来是关注重点。本文采用模型试验与有限元计算相结合的方法,研究尾部结构在外界激励作用下的振动响应,通过对比试验结果和有限元计算结果,考察网格划分对计算结果的影响,分析直接积... 详细信息

船舶尾部是船上有害振动的集中发生区域,其振动响应历来是关注重点。本文采用模型试验与有限元计算相结合的方法,研究尾部结构在外界激励作用下的振动响应,通过对比试验结果和有限元计算结果,考察网格划分对计算结果的影响,分析直接积分法与模态叠加法的准确性,并对模态叠加法中截断频率的选取进行讨论,总结船舶结构振动响应计算中的关键和要点。

关键词：尾部振动模型试验有限元计算振动响应分析

李士金中国文化课堂教学改革生态述论——袁编有些注释只是点缀故作姿态

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青春岁月 2019年第7期 60-61页

作者：叶星宏李士金江苏省淮阴师范学院文学院

一、学术批评引入课堂,以批评袁行霈主编《中国文学史》为例,有学术价值;二、课堂教学改革生态实录,保持学生文字原貌,具体形象生动,为学界研究中国高等教育现状和历史、学生学习心理等提供真实史料;三、以传承圣贤文化弘扬社会主义核... 详细信息

一、学术批评引入课堂,以批评袁行霈主编《中国文学史》为例,有学术价值;二、课堂教学改革生态实录,保持学生文字原貌,具体形象生动,为学界研究中国高等教育现状和历史、学生学习心理等提供真实史料;三、以传承圣贤文化弘扬社会主义核心价值观,体现高等教育之本质目的。

关键词：教学改革生态圣贤文化

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瞬变速软体机器人研究综述

机器人 2022年第5期44卷 626-640页

作者：杨旸贺治国焦鹏程王海鹏李文焘叶星宏林官正宋伟任洪亮浙江大学海洋学院浙江舟山316021 新加坡国立大学生物医学工程学院新加坡119077 浙江大学海洋感知技术与装备教育部工程研究中心浙江舟山316021 浙江大学海南研究院海南三亚572000 香港中文大学电子工程学院中国香港999077

瞬变速软体机器人是一类能够在极短的时间内(不到1 s),通过柔性材料大变形产生瞬时高速驱动效果(大于1倍身长/秒)的软体机器人。本文总结了瞬变速软体机器人的国内外发展现状,并按照不同驱动方式为其分类。梳理了瞬变速软体机器人的运... 详细信息

瞬变速软体机器人是一类能够在极短的时间内(不到1 s),通过柔性材料大变形产生瞬时高速驱动效果(大于1倍身长/秒)的软体机器人。本文总结了瞬变速软体机器人的国内外发展现状,并按照不同驱动方式为其分类。梳理了瞬变速软体机器人的运动建模与仿真方法,并提出了一种多场耦合的仿真模式,讨论了仿真研究的技术特点、难点、准确性以及发展方向。总结了当前瞬变速软体机器人的应用,并展望其在未来不同场景下的设计和应用。

关键词：瞬变速驱动软体机器人快速响应柔性材料