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小孔法中校准系数的有限元数值标定技术研究

机械工程学报 2011年第14期47卷 26-31页

作者：郑建毅何闻沈润杰浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027 浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室杭州310027

由于小孔法中校准系数a和b的试验标定过程较为繁琐,以及ASTM E837-08给出的推荐值在实际测量中有一定的局限性,用有限元数值分析的方法模拟力学拉伸试验的校准过程,对中心圆直径为5.13 mm的A型应变花的校准系数进行标定。通过ANSYS构造... 详细信息

由于小孔法中校准系数a和b的试验标定过程较为繁琐,以及ASTM E837-08给出的推荐值在实际测量中有一定的局限性,用有限元数值分析的方法模拟力学拉伸试验的校准过程,对中心圆直径为5.13 mm的A型应变花的校准系数进行标定。通过ANSYS构造试件和应变花粘合的三维模型,分别对薄试件钻通孔和厚试件钻盲孔的情况进行研究,分析试件贴片平面的边长、试件的厚度、钻孔直径和钻孔深度对a和b的影响,然后将标定得到的数据与ASTM E837-08的推荐值进行比较分析。结果表明,薄试件钻通孔时,钻孔直径是主要的影响因素,厚试件钻盲孔时,钻孔直径和钻孔深度是两个主要的影响因素,且它们对a和b的影响都有一定的规律性;通过有限元数值分析的方法标定小孔法中的校准系数得到的数值准确可靠,与ASTM E837-08的推荐值吻合较好,并对其数值做了较充分的扩展;有限元数值标定的方法快捷有效,可以取代复杂的力学拉伸试验校准的方法。

关键词：小孔法校准系数有限元通孔盲孔

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压电陶瓷对超声波电动机定子特性的影响

机械工程学报 2010年第4期46卷 8-14,21页

作者：王光庆沈润杰郭吉丰浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310018 浙江大学电气工程学院杭州310027

压电陶瓷(Piezoelectric ceramic,PZT)是组成超声波电动机定子的核心元件,其性能的优劣将直接影响超声波电动机的输出性能。为了研究PZT对超声波电动机定子特性的影响,利用有限元法建立超声波电动机自由定子的机电耦合动力学模型,利用... 详细信息

压电陶瓷(Piezoelectric ceramic,PZT)是组成超声波电动机定子的核心元件,其性能的优劣将直接影响超声波电动机的输出性能。为了研究PZT对超声波电动机定子特性的影响,利用有限元法建立超声波电动机自由定子的机电耦合动力学模型,利用该模型重点研究PZT厚度、极化分区形式、极化不均匀性以及PZT开路和短路条件时对定子动态特性的影响,并提出基于能量的PZT极化分区形式、极化不均匀性对定子动态特性影响程度的评价方法。采用自然对流传热问题的牛顿冷却定律和热容理论,建立超声波电机定子的温度特性理论模型,基于该模型研究PZT材料介电损耗对电动机定子的温度特性影响。研究结果表明:电动机定子模态频率随PZT厚度的增大而增加,而定子表面质点的振动幅值则随PZT厚度的增加而减小;PZT开路时的定子模态频率比短路时的模态频率大;改进PZT极化分区形式和极化不均匀性均可以提高超声波电动机自由定子的动态特性。基于该研究结果制作的直径10.4mm行波型超声波电动机性能稳定,堵转力矩达到9.5mN·m,空载转速1000r/min,研究结果有助于超声波电动机的产业化。

关键词：超声波电动机压电陶瓷定子特性有限元模型能量温度

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超声波电动机胶粘技术及其对定子特性的影响

机械工程学报 2006年第9期42卷 91-96页

作者：王光庆沈润杰郭吉丰浙江大学电气工程学院杭州310027

针对行波型超声波电动机定子压电陶瓷(Piezoelectric,PZT)的胶粘问题,通过对定子的机电耦合效应有限元动力学模型的分析与计算,研究了胶粘层材料特性、厚度对超声波电动机定子振动特性的影响。重点分析不同激励条件下定子边缘缺胶和夹... 详细信息

针对行波型超声波电动机定子压电陶瓷(Piezoelectric,PZT)的胶粘问题,通过对定子的机电耦合效应有限元动力学模型的分析与计算,研究了胶粘层材料特性、厚度对超声波电动机定子振动特性的影响。重点分析不同激励条件下定子边缘缺胶和夹有气泡对胶层的抗剪切能力和定子振动特性的影响;分别从改进电动机定子结构和PZT粘结工艺方面探讨了提高胶粘层抗剪切能力的措施,确定了胶层最佳参数和电动机定子胶粘工艺及结构优化设计思想。结果表明:胶层厚度对电动机定子频率影响不大,但对其振动特性的影响较大,在保证可靠的粘结强度下降低胶层厚度有利于提高电动机性能。基于该工艺和设计思想研制的直径80 mm行波型超声波电动机性能稳定,堵转力矩达到1．2 N·m,空载转速80 r／min,研究结果有助于超声波电动机的产业化。

关键词：超声波电动机胶粘层振动特性有限元模型

2自由度球形行波型超声波电动机的特性计算模型

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机械工程学报 2009年第3期45卷 229-233页

作者：胡锡幸郭吉丰傅平沈润杰浙江大学电气工程学院杭州310027 闽江学院物理与电子信息工程系福州350108

理论和试验研究2自由度行波型超声波电动机的机械特性计算问题。分析2自由度行波型超声波电动机空间结构关系和定转子接触面的摩擦力。利用空间位置关系,计算得到了行波定子和球转子接触面上任一点的摩擦驱动力和摩擦阻力。根据运动稳... 详细信息

理论和试验研究2自由度行波型超声波电动机的机械特性计算问题。分析2自由度行波型超声波电动机空间结构关系和定转子接触面的摩擦力。利用空间位置关系,计算得到了行波定子和球转子接触面上任一点的摩擦驱动力和摩擦阻力。根据运动稳定时行波定子轴向力平衡关系,推导给出2自由度球形行波型超声波电动机的特性计算解析式。通过研制的样机进行理论和试验分析,证实计算模型有效性和准确性,并分析各种电动机参数对输出机械特性的影响。研制的样机实现最大堵转转矩达0.10N·m,空转转速为90r/min左右。研究工作为下一步球形行波型超声波电动机的设计、优化和控制提供了理论基础。

关键词：球形超声波电动机 2自由度摩擦驱动机械特性数学模型

基于神经元自适应PID的超声波电机速度位置控制

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电工技术学报 2007年第2期22卷 28-33页

作者：傅平郭吉丰丁敬周广睿沈润杰浙江大学电气工程学院杭州310027

超声波电机是强非线性时变系统,用常规的PID难以取得满意的效果。针对超声波电机的速度和位置控制,提出了神经元自适应PID算法。由于神经元自适应PID可以在线调整其参数值,因此当电机运行情况发生变化时可以通过改变控制参数来实现速度... 详细信息

超声波电机是强非线性时变系统,用常规的PID难以取得满意的效果。针对超声波电机的速度和位置控制,提出了神经元自适应PID算法。由于神经元自适应PID可以在线调整其参数值,因此当电机运行情况发生变化时可以通过改变控制参数来实现速度和位置的快速跟踪。实验表明,使用神经元自适应PID算法对超声波电机进行速度和位置控制,可以达到快速响应和高精度的控制效果。

关键词：超声波电机神经元PID控制器控制系统

二自由度行波型超声波电机的驱动和运动姿态控制

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电工技术学报 2008年第2期23卷 25-30,36页

作者：傅平郭吉丰沈润杰帅光举鹿存跃闽江学院物理学与电子信息工程系福州350108 浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江万马集团电子有限公司杭州311300

球形二自由度行波型超声波电机是一种多自由度超声波电机,文中介绍了一种二自由度行波型超声波电机简要的结构和机理,并介绍其驱动控制电源的设计,然后提出了一种新颖的电机姿态测量机构,最后研制基于相位差PI控制策略的电机驱动和运动... 详细信息

球形二自由度行波型超声波电机是一种多自由度超声波电机,文中介绍了一种二自由度行波型超声波电机简要的结构和机理,并介绍其驱动控制电源的设计,然后提出了一种新颖的电机姿态测量机构,最后研制基于相位差PI控制策略的电机驱动和运动姿态控制系统。实验表明,球形二自由度超声波电机驱动和运动姿态控制是可行和正确的,而且具有较高的定位精度。本文为二自由度行波型超声波电机的优化设计和性能提高奠定了理论基础。

关键词：行波型超声波电机多自由度球电机相位差控制位置测量运动姿态控制

Modeling and Performance Evaluation of 2DOF Spherical Traveling-wave Type Ultrasonic Motor

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Modeling and Performance Evaluation of 2DOF Spherical Travel...

第11届国际电机与系统学术会议

作者： Xixing HU Jifeng GUO runjie shen College of Electrical Engineering Zhejiang University Hangzhou 310027 China

＜正＞The objective of our research is to investigate the performance evaluation of traveling-wave ultrasonic motor with two-degree of freedom（2DOF-USM）.The space structure of 2DOF-USM is introduced *** mathematic model of the motor is established based on friction drive *** relation of space location,calculating the driving force and friction force at arbitrary point of contact area,the analytical expressions of the mechanical characteristics are *** influence of model parameter on motor characteristics is presented through *** validity of the model is verified by means of comparing the simulation results and the experimental *** article lays a theoretical foundation for spherical traveling-wave type ultrasonic motor’s well performance and trajectory control next *** maximum output torque of developed motor reaches 0.10N·m,the maximum speed is 90rpm.

关键词：

来源： cnki会议评论

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球形二自由度超声波电机的运行机理和特性

电工技术学报 2009年第4期24卷 42-47页

作者：傅平郭吉丰沈润杰帅光举蔡萍闽江学院物理学与电子信息工程系福州350108 浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江万马集团电子有限公司杭州311300

球形二自由度超声波电机可以实现二个自由度的运动,从二自由度行波型超声波电机的基本结构与驱动原理出发,建立了定转子的位置关系式,从而得到电机的驱动力方程,进而求出定子的驱动力矩方程,然后分别对转子在静止和转动情况下的驱动力... 详细信息

球形二自由度超声波电机可以实现二个自由度的运动,从二自由度行波型超声波电机的基本结构与驱动原理出发,建立了定转子的位置关系式,从而得到电机的驱动力方程,进而求出定子的驱动力矩方程,然后分别对转子在静止和转动情况下的驱动力方程做了讨论,最后求出球形二自由度超声波电机的驱动力矩数学模型。随之通过电机的结构参数对电机的驱动力矩进行了仿真计算,然后通过实验对驱动力矩做了初步验证,实验结果证明了数学模型的有效性,对二自由度行波型超声波电机的优化设计和性能提高奠定了理论基础。

关键词：行波型超声波电机多自由度运行机理电机控制

FACTS装置对含风电互联系统低频振荡特性分析

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电力系统保护与控制 2020年第8期48卷 86-95页

作者：和萍陈婕耿斯涵申润杰祁盼郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002

随着电力系统互联加强,风电并网容量的增加对电网的稳定运行影响越来越大。构建了以UPFC(Unified Power Flow Controller, UPFC)和SVC(Static Var Compensator, SVC)为代表的FACTS装置与含风电系统的数学模型。采用留数指标定位FACTS装... 详细信息

随着电力系统互联加强,风电并网容量的增加对电网的稳定运行影响越来越大。构建了以UPFC(Unified Power Flow Controller, UPFC)和SVC(Static Var Compensator, SVC)为代表的FACTS装置与含风电系统的数学模型。采用留数指标定位FACTS装置,设计了附加阻尼控制器(Additional Damping Controller, ADC)。基于IEEE 2区域4机互联系统,从特征根分析和时域仿真两个方面分析了FACTS装置对含风电互联系统低频振荡特性的影响。研究结果表明,加装附加阻尼控制器的FACTS装置能够维持母线电压以及发电机转速的稳定,增加互联系统联络线功率传输范围,抑制低频振荡引起的电网参数波动,改善了含风电电力系统的低频振荡特性。

关键词：风电并网互联系统 FACTS ADC 低频振荡