检索结果-南通市图书馆

一种压电换能器的动态阻抗匹配方法与频率跟踪

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

郑州大学学报(工学版) 2024年

作者：纪跃波杨宇恒蒙晨琛彭云峰集美大学海洋装备与机械工程学院厦门大学航空航天学院

动态阻抗匹配技术能够提高压电换能器的输出功率和能量转换效率。现有动态阻抗匹配方法多采用智能数值寻优算法,但智能算法建模复杂、迭代时间长、计算量大,针对这一问题,提出了一种基于数据拟合的动态阻抗匹配方法,并设计了相应的可无... 详细信息

动态阻抗匹配技术能够提高压电换能器的输出功率和能量转换效率。现有动态阻抗匹配方法多采用智能数值寻优算法,但智能算法建模复杂、迭代时间长、计算量大,针对这一问题,提出了一种基于数据拟合的动态阻抗匹配方法,并设计了相应的可无级调节的T型阻抗匹配网络。所提方法通过工作频率微调,获取对应频率下换能器电阻、电抗分量的观测值,以最小残差平方和为判断依据,得到一组拟合程度最高的换能器等效电路参数,结合相关公式计算出匹配网络元件参数和换能器串联谐振频率,在实现换能器动态阻抗匹配的基础上,进一步实现了频率追踪功能。在Python中对动态阻抗匹配方法进行仿真,在MATLAB/Simulink中搭建仿真电路对阻抗匹配与频率追踪的效果进行仿真,结果表明:所提方法能够较为准确地得到换能器等效电路参数,匹配后的T型阻抗匹配网络两端的电压、电流信号基本同相,有功功率有了明显提升,匹配效果良好,并且相较于遗传算法匹配速度也有了显著提升。

关键词：压电换能器 T型匹配网络动态阻抗匹配频率追踪数据拟合最小二乘法

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

外接LC电路的可调压电换能器的频率特性

声学学报 2022年第5期47卷 652-662页

作者：饶忠于张小雨胡小平杭州电子科技大学机械工程学院杭州310018 浙江日发精密机械股份有限公司绍兴312500

压电换能器往往因受到温度与负载的影响,导致其谐振频率、反谐振频率和机械品质因数等特征参数发生变化。通过在压电换能器中设计用于调节的压电陶瓷片,并在调节压电陶瓷片两端外接电负载,可以实现压电换能器的频率调节,修正由于温度和... 详细信息

压电换能器往往因受到温度与负载的影响,导致其谐振频率、反谐振频率和机械品质因数等特征参数发生变化。通过在压电换能器中设计用于调节的压电陶瓷片,并在调节压电陶瓷片两端外接电负载,可以实现压电换能器的频率调节,修正由于温度和负载导致的频率漂移。基于压电换能器的Mason等效电路,建立外接LC调节电路的压电换能器的谐振频率、反谐振频率模型,分析LC调节电路中调节电感对频率调节特性的影响;通过实验研究外接LC调节电路对可调压电换能器机械品质因数的影响,并验证调节电感对频率调节特性的影响。理论分析和实验研究的结果表明:随着调节电感的增大,调节电容对频率的调节灵敏度提高,可调压电换能器的频率调节宽度拓宽,但也会使压电换能器的机械品质因数降低。合理选择调节电感和调节电容能兼顾频率调节宽度和机械品质因数的要求。此研究可为后续自适应压电换能器的频率调节系统设计提供指导。

关键词：压电换能器反谐振频率机械品质因数频率调节压电陶瓷片调节电路频率特性频率漂移

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种压电换能器的结构设计与拉伸式装配方法

哈尔滨工业大学学报 2023年第1期55卷 72-81页

作者：孙新庆全齐全唐德威邓宗全机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

压电换能器装配预应力直接影响产品性能。大直径压电换能器对装配预应力控制和压电陶瓷应力分布均匀性提出了更高的要求。为实现大直径压电换能器的高预紧力装配,开展了大直径压电换能器结构设计、装配方法设计和径向应力均匀化研究。首... 详细信息

压电换能器装配预应力直接影响产品性能。大直径压电换能器对装配预应力控制和压电陶瓷应力分布均匀性提出了更高的要求。为实现大直径压电换能器的高预紧力装配,开展了大直径压电换能器结构设计、装配方法设计和径向应力均匀化研究。首先,基于传输线方法和模态分析开展压电换能器设计,采用Morris方法进行了尺寸参数对压电换能器纵振频率、振幅比和节面位置偏差的灵敏度分析,并设计了预期性能的压电换能器;然后,根据压电换能器对预应力控制的需求,提出了一种液压拉伸式装配方法;针对拉伸装配过程中压电陶瓷组的径向应力分布不均匀问题,对拉伸装配过程中的2个关键状态进行了静应力分析,以指导压电换能器的结构改进设计;最后,设计了拉伸装配装置,并基于该装置完成了压电换能器装配试验。试验结果验证了所提拉伸式装配方法可实现预期性能的压电换能器装配。压电换能器装配后的串联谐振频率和并联谐振频率分别稳定在18.05 kHz和19.57 kHz附近,串联谐振阻抗在10Ω以内,机电耦合系数在0.34~0.36之间。研究结果为控制压电换能器装配预应力提出了新的解决思路,并为大直径压电换能器设计时如何均化陶瓷应力状况提供了解决方法。

关键词：压电换能器结构设计拉伸装配灵敏度分析静应力分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

压电换能器锁相环频率跟踪的失效分析与解决

华南理工大学学报（自然科学版） 2010年第3期38卷 123-128页

作者：武剑董惠娟张广玉哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

为提高碳纤维复合材料超声振动钻孔过程中压电换能器频率跟踪的精度及可靠性，以压电换能器等效电路为基础，分析了目前锁相环频率跟踪系统存在的失锁、误跟踪、死锁和跟踪误差大等4种失效形式的原因，指出抵消静态电容是解决跟踪失效... 详细信息

为提高碳纤维复合材料超声振动钻孔过程中压电换能器频率跟踪的精度及可靠性，以压电换能器等效电路为基础，分析了目前锁相环频率跟踪系统存在的失锁、误跟踪、死锁和跟踪误差大等4种失效形式的原因，指出抵消静态电容是解决跟踪失效的必由之路．据此提出一种基于静态电容补偿法的锁相环频率跟踪技术，该技术可使换能器对锁相环呈现理想的LCR串联谐振特性，有效解决了跟踪失效问题．实验表明：通过该技术，换能器机械谐振频率的跟踪精度可优于-20～10Hz，避免了误跟踪和死锁，跟踪带宽可达6kHz．

关键词：压电换能器锁相环频率跟踪跟踪失效静态电容

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

非线性工作状态压电换能器匹配技术

应用声学 2023年第2期42卷 379-385页

作者：姚震莫毅强罗子伦何建雷广伟广东工业大学广州510006 广州市科普超声电子技术有限公司广州510520

针对压电换能器在大功率下存在复杂非线性而导致匹配参数难以优化的问题,以大功率超声金属焊接为例,通过采集测试焊接过程换能器两端电压的幅值与频率,建立换能器反谐振电阻与驱动电压有效值、频率之间的数学模型;提出基于反谐振电阻模... 详细信息

针对压电换能器在大功率下存在复杂非线性而导致匹配参数难以优化的问题,以大功率超声金属焊接为例,通过采集测试焊接过程换能器两端电压的幅值与频率,建立换能器反谐振电阻与驱动电压有效值、频率之间的数学模型;提出基于反谐振电阻模型的最优功率匹配方法,推导了匹配电感电容的计算公式。最后实验验证了数学模型的准确性,且当换能器输入功率在最优功率附近时,匹配网络电能传输效率最高。

关键词：压电换能器超声金属焊接反谐振电阻

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

晶片型压电换能器发电能力影响因素分析

传感器与微系统 2022年第12期41卷 6-9页

作者：田晓超林佳颖王志聪王虎张思达杨志刚长春大学机械与车辆工程学院吉林长春130022 吉林大学机械与航空航天工程学院吉林长春130025

为了分析晶片型压电换能器发电能力的影响因素,建立了压电换能器的数学模型,得出了换能器电压表达式,明确了影响换能器发电能力的参数;通过仿真得出换能器输出电压与结构参数的影响关系曲线;最后实验测试输出电压与激励振幅、厚度比及... 详细信息

为了分析晶片型压电换能器发电能力的影响因素,建立了压电换能器的数学模型,得出了换能器电压表达式,明确了影响换能器发电能力的参数;通过仿真得出换能器输出电压与结构参数的影响关系曲线;最后实验测试输出电压与激励振幅、厚度比及宽长比的影响规律,实验数据与理论分析进行对比,测试结果与理论分析相吻合。结果表明:当厚度比为0.5,杨氏模量之比为1.1,宽长比为1时,压电换能器发电效果最佳,为压电陶瓷材料发电应用提供了理论依据和技术参考。

关键词：压电换能器悬臂梁压电俘能正压电效应仿真计算

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

压电换能器电调介质滤波器的设计与实现

电子学报 2017年第8期45卷 1964-1969页

作者：曹良足殷丽霞南京理工大学电光学院江苏南京210094 景德镇陶瓷大学机电学院江西景德镇333403

为了解决变容管电调窄带滤波器的插入损耗大和承受功率小的问题,研究了用压电换能器作电调元件的电调介质滤波器.分析了压电换能器调谐介质谐振器的机理,讨论了耦合系数和外部Q值的控制方法,仿真结果表明耦合系数和外部Q值随调谐频率的... 详细信息

为了解决变容管电调窄带滤波器的插入损耗大和承受功率小的问题,研究了用压电换能器作电调元件的电调介质滤波器.分析了压电换能器调谐介质谐振器的机理,讨论了耦合系数和外部Q值的控制方法,仿真结果表明耦合系数和外部Q值随调谐频率的变化较小.采用HFSS软件设计和优化了两级电调介质滤波器的结构,并用高Q值的介质谐振器制作了两级电调介质滤波器.根据ANSYS软件的分析结果,提出了提高电调率的有效措施.当控制电压为0~50V时,滤波器的中心频率调谐范围为4.155~4.205GHz,3d B带宽为37~40MHz.

关键词：压电换能器 TE01δ模介质谐振器介质滤波器电调带通滤波器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

压电换能器性能参数与预应力关系的实验研究

压电与声光 2008年第1期30卷 100-101,105页

作者：李军贺西平丁少虎陕西师范大学应用声学研究所陕西西安710062

研究了换能器性能参数与预应力的关系。测得了不同预应力下压电换能器的共振频率、反共振频率及等效电路参数,得出了这些参数值随预应力变化的规律,即随着预应力的增加,共振频率、反共振频率、静态电容和动态电容随之增大,当预应力达到... 详细信息

研究了换能器性能参数与预应力的关系。测得了不同预应力下压电换能器的共振频率、反共振频率及等效电路参数,得出了这些参数值随预应力变化的规律,即随着预应力的增加,共振频率、反共振频率、静态电容和动态电容随之增大,当预应力达到一定值后不再随预应力变化而趋于稳定值;动态电感几乎不随预应力的变化而变化,始终保持为一定值。

关键词：预应力压电换能器性能参数

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超声透金属通信的简化频域信道模型

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 52-57页

作者：许琳森杨维田洪现北京交通大学电子信息工程学院北京100044

针对已有的超声透金属通信信道模型较为复杂的问题,提出了一种简化的频域信道模型.利用超声在金属墙中传播的指数衰减特性和回波等时间间隔特性,推导出超声在金属墙中传播的频率响应,然后将频率响应与用高斯函数近似表示的压电换能器幅... 详细信息

针对已有的超声透金属通信信道模型较为复杂的问题,提出了一种简化的频域信道模型.利用超声在金属墙中传播的指数衰减特性和回波等时间间隔特性,推导出超声在金属墙中传播的频率响应,然后将频率响应与用高斯函数近似表示的压电换能器幅频特性相结合,最后通过缩放系数和平移系数对频率响应进行了修正,得到了超声透金属通信的简化频域信道模型.利用有限元仿真验证了超声在金属墙中传播的特性,并将所提简化模型与已有的模型进行了比较,结果表明:两种模型中金属墙、换能器及整体信道的幅频曲线都相接近,验证了所提简化模型的准确性.

关键词：超声波透金属通信频域信道模型压电换能器