新型夹纱器压电驱动器的运动特性

为解决传统电磁夹纱器响应频率低、一致性差等问题,提出了基于压电技术设计新型夹纱器的新方法,并对其压电驱动器进行动态分析。首先对压电驱动器静态参数及影响端部位移的参数进行分析,得到其最佳夹持长度;随后建立悬臂式压电驱动器动力学模型并使用MatLab对系统进行仿真,分析了各个参数的数值改变对系统动态特性与稳定性的影响;最后搭建实验平台对压电驱动器进行测试,验证了压电驱动器的先进性。仿真和实验结果表明:驱动电压为150 V,频率为10 Hz,压电驱动器端部最大位移为1.49 mm左右,达到最大位移的系统响应时间稳定在1.6 ms;相比国内外电磁夹纱器,动态性能有了明显提高。

压电式马达变量控制系统的研究

针对现有自然水流发电装置控制系统适应性差、响应频率不足、超调量大、控制精度不足等缺点,引入压电技术,提出一种压电式马达变量控制系统。首先,分析了系统控制原理。对变量马达转速控制系统进行建模分析,得到对应的传递函数。然后,对压电阀控制系统进行分析,建立压电式马达变量控制系统的传递函数。最后,采用Matlab软件,分别对传统马达变量以及压电式马达变量控制系统进行仿真分析并进行对比。结果表明,系统模型设定阻尼比为0.7、刚度为3 N/mm、等效质量为0.0053 kg时,压电式马达变量控制系统具有更加良好的稳定性,且响应速度快、超调量小。该研究可以改善水流发电液压稳频装置的控制性能,在提高能源利用率的同时也拓展了压电技术的应用范畴。

压电陶瓷驱动高频喷射阀的结构设计

为了提高喷气织机的引纬性能,降低能耗,课题组设计了一种基于压电陶瓷驱动的高频喷射阀。首先对喷射阀的核心部件压电弯曲片的刚度性能做了仿真分析和理论验证;然后对压电陶瓷驱动型高频喷射阀进行FLUENT模拟仿真;最后利用MATLAB软件对压电驱动系统进行动态仿真,确认了合理的工作间隙,进而对喷射阀的结构进行了优化。模拟得到最佳工作参数:喷射阀进气口直径为4 mm,压电喷射阀的工作间隙为1.5 mm。设计的这种喷射阀响应时间相比传统电磁式喷射阀缩短了60%,大大降低了气能损耗。

基于自适应模糊PID的液控稳频水流发电系统研究

针对现有液控稳频自然水流发电装置控制系统响应时间长,控制精度不足,超调量大,达到稳态时间过长等不足,提出了一种基于自适应模糊PID的液控稳频水流发电系统,对变排量马达及其变排量机构进行数学建模,推得传递函数,通过MATLAB工具箱设计了模糊控制器,利用控制变量思想对控制系统进行仿真,对比传统PID和模糊PID的仿真结果得出结论:采用自适应模糊PID的液控稳频水流发电系统有更好的控制精度,超调量小,达到稳态时间更短、鲁棒性强等优势。