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力负载下超声振子性能参数的电负载补偿研究

力负载下超声振子性能参数的电负载补偿研究

作者：饶忠于杭州电子科技大学

学位级别：硕士

超声加工技术目前已广泛运用于焊接、金属成型、机械加工等工业生产领域,由于其独具特色的加工方式,使其成为特种加工领域中不可或缺的一种加工技术。在实际运用中,超声加工技术是通过超声振子连接的工具头与工件接触进行高频振动加工... 详细信息

超声加工技术目前已广泛运用于焊接、金属成型、机械加工等工业生产领域,由于其独具特色的加工方式,使其成为特种加工领域中不可或缺的一种加工技术。在实际运用中,超声加工技术是通过超声振子连接的工具头与工件接触进行高频振动加工。因而在超声加工过程中,超声振子会受到工件抵抗加工产生的力负载。力负载会导致超声振子的谐振频率漂移、机械品质因数大幅降低,使其与超声电源之间的频率匹配失效,工作性能和使用寿命大幅降低。本文针对力负载对超声振子造成的这些问题,设计出一种外接电负载调节电路的频率可调超声振子,根据力负载和压电陶瓷材料参数的关系模型以及电负载调频理论,建立超声振子的力负载-电负载-阻抗特性模型,研究力负载和电负载对超声振子性能参数的影响,并通过Simulink仿真验证了在力负载下通过电负载调节电路对超声振子的谐振频率进行补偿的可行性和有效性。主要研究工作及成果如下:1、力负载对超声振子性能参数的影响分析。以力负载和压电陶瓷材料参数的关系模型为基础,根据一维振动方程和压电方程,推导了带力负载的压电晶堆机电等效电路模型,进而建立带力负载的超声振子机电等效电路模型,得到了力负载和超声振子输入阻抗的关系模型;基于建立的理论模型,研究了力负载对超声振子谐振频率、机械品质因数等性能参数的影响;设计超声振子的力负载实验,验证了所建立机电等效电路模型的正确性。2、电负载对压电换能器性能参数的影响分析。基于压电换能器的Mason等效电路,建立带电负载调节电路的压电换能器机电等效电路模型,研究了LC调节电路中调节电感和调节电容对压电换能器的频率、频率调节灵敏度和频率调节宽度的影响;设计电负载调节实验,验证不同电负载对频率调节特性和机械品质因数的影响,并分析了理论分析与实验结果误差的可能原因。3、力负载下超声振子性能参数的电负载补偿性能研究。基于带力负载和电负载调节电路的超声振子机电等效电路模型,建立超声振子的力负载-电负载-阻抗特性模型,分析了在力负载下单电感、单电容和LC调节电路的性能补偿效果;针对LC调节电路的频率补偿结果,分析同谐振频率下不同电感电容组合的机械品质因数和有效机电耦合系数;利用Simulink搭建超声振子系统模型,比较不同力负载、不同电负载值下超声振子的电流幅值和电压电流相位差,验证了通过电负载调节电路对力负载下超声振子频率漂移进行补偿的可行性和有效性。

关键词：超声振子力负载压电换能器调节电路性能参数

废热驱动的船用喷射制冷-转轮除湿空调性能参数分析

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大连海事大学学报 2020年第4期46卷 95-101页

作者：郑超瑜郑青榕陈武集美大学轮机工程学院福建厦门361021 上海海事大学商船学院上海201306

为研究可由废热驱动的喷射制冷-转轮除湿空调系统在船舶上应用的节能特性,结合实船空调的设计参数,在不同的引射系数条件下计算并分析系统的蒸汽耗量、功耗和COP等性能参数的变化规律,并与传统船用空调进行对比.结果表明,引射系数为0.1~... 详细信息

为研究可由废热驱动的喷射制冷-转轮除湿空调系统在船舶上应用的节能特性,结合实船空调的设计参数,在不同的引射系数条件下计算并分析系统的蒸汽耗量、功耗和COP等性能参数的变化规律,并与传统船用空调进行对比.结果表明,引射系数为0.1~0.9时,蒸汽耗量从2851.1kg/h降至804.2kg/h,功耗从52.54kW降至35.83kW,COP从6.34增至9.29,可获得59.33%~72.27%的节能效果.但是对蒸汽耗量和功耗的降低贡献大部分是在引射系数较低时取得,引射系数从0.1增至0.2~0.3的贡献占56.25%~75%,而从0.3增至0.9的贡献仅占25%.由此可知,船用喷射制冷-转轮除湿空调具有良好的节能潜力,但当引射系数增大到0.2~0.3后,进一步增大引射系数对节能降耗的效果改善不明显.因此,在构建系统时应综合考虑,无须采用过高的引射系数.该研究为喷射制冷-转轮除湿空调在船舶上的应用提供了参考依据,具有一定的指导意义.

关键词：船舶空调废热驱动喷射制冷转轮除湿空调节能性能参数

上海硬X射线自由电子激光装置光源性能参数与稳定性研究

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光学学报 2022年第11期42卷 208-215页

作者：齐争黄楠顺邓海啸刘波王东中国科学院上海高等研究院上海光源科学中心上海201200 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

研究了上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)第三条波荡器线FEL-III的光源性能参数及其稳定性。FEL-III波荡器线可覆盖10~25 keV的光子能量,是SHINE目前三条波荡器线中光子能量最高的。在光源性能参数与稳定性的研究中,考虑了束流散粒噪... 详细信息

研究了上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)第三条波荡器线FEL-III的光源性能参数及其稳定性。FEL-III波荡器线可覆盖10~25 keV的光子能量,是SHINE目前三条波荡器线中光子能量最高的。在光源性能参数与稳定性的研究中,考虑了束流散粒噪声、束流初始横向位置和入射角抖动,以及四极铁的横向位置误差等因素,给出了比较清晰和明确的光源参数和稳定性的表现,这可为束线站和实验站的设计提供参考,也可为潜在的用户实验提供参考。

关键词： X射线光学自由电子激光上海硬X射线自由电子激光性能参数稳定性

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半导体制冷元器件性能参数测试实验研究

热科学与技术 2021年第6期20卷 521-527页

作者：黄双福刘曦袁俊威福州大学至诚学院福建福州350002 福州大学石油化工学院福建福州350116

设计了一套半导体制冷元器件性能参数测试装置,利用该装置通过实验测得型号TEC1-12706半导体制冷元器件的制冷量和散热量,并结合实验数据与理论计算推导出半导体元器件冷热端温度及相关性能参数。实验结果表明,该装置可测试出半导体制... 详细信息

设计了一套半导体制冷元器件性能参数测试装置,利用该装置通过实验测得型号TEC1-12706半导体制冷元器件的制冷量和散热量,并结合实验数据与理论计算推导出半导体元器件冷热端温度及相关性能参数。实验结果表明,该装置可测试出半导体制冷元器件在不同温度下的电阻R、塞贝克系数α、导热系数κ和优质系数Z等性能参数;同时,对测试结果的准确性进行了分析,指出实验测试的不足,并对测试数据进行了修正,修正结果显示了半导体性能参数与平均温度之间的关系。该装置对半导体制冷元器件性能参数测试结果数量级与相关文献测试结果一致,具有一定的准确性,能够为半导体性能参数测试研究提供参考。

关键词：半导体制冷元器件实验研究性能参数

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受迫振动深松机性能参数优化与试验

农业工程学报 2015年第21期31卷 17-24页

作者：李霞张东兴王维新崔涛汤明军石河子大学机械电气工程学院石河子832000 中国农业大学工学院北京100083

为解决目前深松作业机具耕作阻力大、深松深度不稳定、耕作质量不高的问题,该文采用振动减阻原理设计研制了受迫振动深松机。通过分析深松铲的结构和运动过程,建立深松铲的数学模型;确定影响深松牵引阻力的参数;采用正交试验方法得出影... 详细信息

为解决目前深松作业机具耕作阻力大、深松深度不稳定、耕作质量不高的问题,该文采用振动减阻原理设计研制了受迫振动深松机。通过分析深松铲的结构和运动过程,建立深松铲的数学模型;确定影响深松牵引阻力的参数;采用正交试验方法得出影响受迫振动参数的最优组合：前进速度2 km/h,振动频率为10 Hz,振动角度为12°。为了验证性能参数最优组合的正确性,开展了受迫振动深松机性能参数检测试验。试验结果表明：振动深松前后,土壤各土层容重均下降,表层土下降达21.74%;在〉15~25 cm土层含水率增加16.02%;深松后地表平整,耕深稳定变异系数为7.37%,稳定性系数92.63%,振动深松作业后测得土壤扰动系数为57.11%,土壤蓬松度为36.96%,土壤蓬松度和扰动系数均达测试指标的要求。采用受迫振动能使振动深松机显著降低牵引阻力9.09%,减阻效果明显。该研究对深松机振动特性分析与性能参数设计提供了参考。

关键词：农业机械振动优化深松机减阻性能参数

工业厂房结构及非结构构件抗震性能参数研究综述

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地震工程与工程振动 2021年第4期41卷 196-208页

作者：查军龙刘洋戴靠山王健泽四川大学土木工程系四川成都610065 深地科学与工程教育部重点实验室四川成都610065 破坏力学与防灾减灾四川省重点实验室四川成都610065

合理选择抗震性能参数是评估工业结构及非结构构件抗震性能的必要前提。针对当前工业建筑抗震性能参数缺少统一选择标准的现状,文中对抗震规范建议及行业内常用的性能参数进行阐述,探讨各参数的适用条件,并对性能参数研究中存在的问题... 详细信息

合理选择抗震性能参数是评估工业结构及非结构构件抗震性能的必要前提。针对当前工业建筑抗震性能参数缺少统一选择标准的现状,文中对抗震规范建议及行业内常用的性能参数进行阐述,探讨各参数的适用条件,并对性能参数研究中存在的问题进行分析。通过对比国内外抗震规范中的性能水平划分方法与建议的性能参数,分别从地震动强度参数、工程需求参数与损伤参数角度,分析性能参数在复杂工业结构抗震性能评估中的适用性与有效性。最后,针对工业厂房结构不规则、楼面反应谱计算等问题进行讨论。

关键词：厂房结构非结构构件抗震性能性能参数研究综述

一种低速定子无铁芯AFPMSG的性能参数分析

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江苏大学学报（自然科学版） 2018年第4期39卷 445-452页

作者：朱军李少龙宋丹丹韩巧丽李光华河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454000 内蒙古农业大学能源与交通工程学院内蒙古呼和浩特010018

针对永磁发电机电能质量低及永磁材料成本高的问题,研究了一种双外转子内定子无铁芯轴向磁通永磁发电机气隙磁密、电压调整率和电磁转矩波动的性能参数.阐述了发电机电磁结构及优点,借助三维有限元分析方法,优选一种"切饼"型磁极结构及... 详细信息

针对永磁发电机电能质量低及永磁材料成本高的问题,研究了一种双外转子内定子无铁芯轴向磁通永磁发电机气隙磁密、电压调整率和电磁转矩波动的性能参数.阐述了发电机电磁结构及优点,借助三维有限元分析方法,优选一种"切饼"型磁极结构及关键参数.在综合考虑提高永磁材料利用率基础上,对比分析极弧系数、永磁体厚度和气隙长度等参数对所研究发电机性能的影响.磁极结构及参数优化表明,文中所研究的"切饼"型磁极结构功率密度最大,永磁体用量比梯形结构减小了11.5%,电压波形畸变率减少26.2%,提高了发电机性价比.样机的输出性能测试验证了该参数设计的正确性和有效性.

关键词：定子无铁芯轴向磁通磁极性能参数有限元

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用于天文成像探测的IRFPA性能参数测试

影像科学与光化学 2017年第2期35卷 140-146页

作者：冯志伟杨潇白先勇段帷宋谦吴宏张志勇中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院太阳活动重点实验室北京100012 中国科学院天文光学重点实验室北京100012

天体的红外成像探测在天文学领域中有其特殊和重要的作用,高性能红外探测器是红外天文观测的关键器件,因此红外焦平面阵列探测器性能参数的测试评价对于红外天文观测具有非常重要的意义。针对天文应用的特殊性,通过分析红外焦平面阵列(I... 详细信息

天体的红外成像探测在天文学领域中有其特殊和重要的作用,高性能红外探测器是红外天文观测的关键器件,因此红外焦平面阵列探测器性能参数的测试评价对于红外天文观测具有非常重要的意义。针对天文应用的特殊性,通过分析红外焦平面阵列(Infrared focal plane array,IRFPA)探测器的特点,给出了增益、读出噪声、线性和暗流等性能参数的测试原理和方法,建立了测试平台,该测试平台可实现1~14μm波长范围的IRFPA探测器性能参数测试;完成了一台采用国产3~5μm HgCdTe芯片研制的IRFPA探测器性能参数的测试。测试结果表明,该IRFPA探测器的线性度非常好,可以达到99.9%以上,但读出噪声和暗电流较大,与国外为天文观测研制的高性能探测器相比尚有很大的差距。

关键词：天文 IRFPA探测器性能参数

基于边缘粒子滤波的高速列车性能参数估计方法

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交通运输工程学报 2014年第3期14卷 52-57页

作者：丁建明林建辉王晗黄晨光赵洁西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 南车四方车辆有限公司山东青岛266111

针对高速列车参数估计中参数增广为状态变量时所出现的非线性问题,提出一种基于边缘粒子滤波的参数估计方法。在Rao-Blackwellised(RB)框架下,将高速列车性能参数估计的概率模型进行分块化处理。应用卡尔曼滤波对线性的状态块进行一步... 详细信息

针对高速列车参数估计中参数增广为状态变量时所出现的非线性问题,提出一种基于边缘粒子滤波的参数估计方法。在Rao-Blackwellised(RB)框架下,将高速列车性能参数估计的概率模型进行分块化处理。应用卡尔曼滤波对线性的状态块进行一步预测和测量更新,应用粒子滤波对非线性的参数块进行一步预测与测量更新,实现参数的动态估计,并通过理论分析和高速列车参数估计实例验证了方法的有效性。分析结果表明:与经典的扩展卡尔曼滤波相比,提出的方法具有对初值免疫和算法稳定的特点;参数估计误差快速收敛到5%以内,且提出的参数估计方法是无偏估计,具有较好的工程适用性。

关键词：高速列车性能参数边缘粒子滤波参数估计