基于双曲函数的Preisach类迟滞非线性建模与逆控制

为了补偿压电双晶片驱动器的迟滞非线性,提出了基于双曲函数的Preisach类迟滞非线性建模方法,并用该模型设计了压电双晶片驱动器的逆控制器。首先,用两个双曲函数分别拟合迟滞主环的上升段与下降段,利用坐标变换描述依附于主环的一阶曲线;然后,根据Preisach模型理论的记忆擦除性与次环一致性,基于一阶上升与下降曲线分别描述了次环的上升段与下降段。由于这种建模方法所需的参数远小于Preisach等经典迟滞模型,非常适用于压电驱动器等智能材料系统。实验结果显示,基于这种迟滞非线性模型设计的逆控制器,控制后的最大误差比控制前减小了44.26%,有效地提高了压电双晶片驱动器的定位控制精度。

压电式二维微动工作台的迟滞补偿与解耦控制

为了提高压电式二维微动工作台的定位精度,基于改进的Prandtl-Ishlinskii模型设计了前馈与解耦控制器,并结合反馈控制器开发了复合控制系统.在分析x与y方向电压与位移之间迟滞关系的基础上,前馈控制器通过改进的Prandtl-Ishlinskii模型描述迟滞的逆过程,分别补偿了x与y方向的迟滞.解耦控制器通过改进型Prandtl-Ishlinskii模型估算耦合位移值,修正驱动电压,抵消耦合效应引起的位移.复合控制系统结合了前馈与解耦控制器,并加入PID反馈控制进一步提高定位精度.实验结果表明:控制前,x方向与y方向定位误差的最大绝对值分别是4.16μm和4.18μm,而采用复合控制后定位误差的最大绝对值降为0.06μm和0.07μm.这种复合控制方法能够补偿压电式微动工作台的迟滞非线性,无需改变结构或更换零件就能减小耦合效应,有效地提高微动工作台定位精度.

压电驱动器的非对称迟滞模型

为了补偿压电驱动器的非对称迟滞,提出了改进型Maxwell迟滞模型.Goldfarb提出的经典Maxwell迟滞模型由多个基础单元并联叠加而成,其基础单元为单个弹簧-物块单元,迟滞特性为平行四边形,故只能描述对称迟滞.为了能描述压电驱动器非对称迟滞,提出了基础单元迟滞特性为梯形的模型.为了简化算法程序,将梯形单元优化为两个三角形单元组合而成.为了验证该模型,以压电工作台为实验对象,运用该迟滞模型的逆模型进行迟滞补偿控制.单独的迟滞逆模型前馈开环控制实验结果表明,位移跟踪相对误差从7.37%降到了1.56%,输入输出基本呈线性关系.逆模型结合PID复合反馈闭环控制实验结果表明,位移跟踪相对误差进一步降低到0.53%,输入输出呈很好的线性关系.这表明本文所建立的迟滞模型能很好地描述压电驱动器非对称迟滞特性.

扫描隧道显微镜扫描器的迟滞非线性控制

压电驱动器被广泛应用于扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)的扫描器,但压电材料本身的迟滞非线性特性影响了STM的扫描精度。为了补偿由于迟滞非线性带来的扫描器控制误差,提高STM的扫描精度,基于迟滞非线性模型,设计了前馈控制器,并与PID反馈控制相结合。利用所设计的控制器进行了扫描实验,并与位移反馈控制扫描进行对比。实验结果表明,采用位移反馈控制时光栅周期相对测量误差和光栅线宽相对测量误差分别为4.41%和2.65%,采用迟滞逆模型与PID反馈的复合控制后,光栅周期相对测量误差和光栅线宽相对测量误差分别减小到1.26%和0.27%,迟滞引起的非线性误差得到了补偿,减小了扫描器控制误差,提高了扫描精度。

提高肉牛人工受精受胎率的经验总结

1998年以来，为了响应省委、省政府建设畜牧业大省，大力发展草食家畜的号召，加快畜牧产业化的发展，我区全面开展了肉牛冻配工作。由于专职从事冷配工作的技术员较少．各乡镇冻配技术员大都是重新培训的新手，技术不规范，冻配受胎率和产犊率不高。为搞好冻配工作。我们制定了相应的技术管理措施，通过努力，使肉牛冻配受胎率和产犊率得到不断提高。到2007年，乌当区分别在水田、新堡、羊昌、新场、百宜、下坝、永乐、

发展规模养猪的几点思考

自2007年下半年以来。贵州省的生猪价格一路攀升。生猪生产价高利好，大大激发了广大农户饲养生猪的热情，生产出现了近年来少有的好势头，尤其在当前家禽生产疲软、禽品价格普遍滑坡的情况下。价高俏销的生猪显得尤为突出。目前各地都出台了许多鼓励发展生猪的优惠政策。这既是稳定农村经济发展，增加农民收入．实现以畜补禽的重要举措。也是解决“三农”问题的一条现实途径，那么如何充分利用当前有利的生产环境．科学引导农户发展生猪生产．笔者认为必须首先分析养猪业的现状．然后方可作出正确的措施。

脉冲电抗器结构应力测量

为了对高压脉冲放电时电抗器结构受力及电流密度分布规律进行分析,使用电阻应变片对电抗器铜带进行应力测量。利用厚壁筒受压模型对应力测量系统的结果进行计算,设计内置气囊增压法来等效铜带上的应力对测量系统进行标定,并对标定实验数据进行验证。使用半桥补偿电路、屏蔽线及电桥盒共地的方法来减小脉冲电磁干扰及测量回路中寄生电阻和电容带来的电气干扰。实验结果表明:同一测量点处的环向应变峰值比轴向应变峰值大,边缘处的应变大于中心处的,需要在电抗器铜带边缘处加强外包约束。根据应力测量结果推断:铜带边缘处电流密度约为中心处电流密度的1.2倍。

基于电化学腐蚀法的钨探针制备研究

根据电化学腐蚀法的基本原理,研究了简单易操作的钨探针的制备方法,并设计了相应的装置。结果表明,在腐蚀溶液Na OH浓度2 mol/L,电压2 V的条件下,得到了尖端曲率半径约40 nm的钨探针,满足扫描隧道显微镜(STM)使用的需求。

压电陶瓷驱动器迟滞建模与自适应控制

为了降低压电陶瓷驱动器的迟滞非线性,提出了改进型的Maxwell-slip模型并引入自适应控制,使压电驱动器在宽频带下有良好的迟滞补偿效果。在经典Maxwell-slip模型中,输出力与输入位移的关系会出现迟滞现象,表现为平行四边形,与压电陶瓷驱动器的迟滞特性接近。由于每一单元滑块的最大静摩擦力与弹簧弹性系数成比例关系,若弹簧系数取定值时,每一个单元的最大静摩擦力在系统实时控制中是不变的,因此可以采用自适应控制算法对输出信号权值进行更新,从而更精确地补偿压电陶瓷驱动器。为了验证该模型,搭建了悬臂梁结构压电实验平台,运用该迟滞模型进行迟滞补偿控制,实验结果表明,对于Maxwell-slip模型自适应控制,在0.1~20 Hz宽频带下的均方根误差(RMSE)和绝对平均误差(MAE)均有减小。其中,在0.1 Hz下无前馈补偿控制的RMSE为0.0375μm,而通过自适应控制可以将压电微定位平台的RMSE降低到0.0124μm以内。与经典模型相比,所提出的Maxwell-slip模型自适应控制具有在宽频带内进行精密定位的优点。

基于涡激振动的压电式微型风力发电系统

针对传统桨叶风力发电系统体积庞大、不适用于微小型电子系统的问题,利用压电材料、钝体、接口电路,设计了一种微型风力发电系统。基于涡激振动原理改进了发电装置的能量回收电路,既可对风能进行有效回收,又能输出较高电压,解决了微电子器件的供能需求。分析了装置的固有频率,对两种接口电路进行了仿真分析,通过实验研究了装置使用VD接口电路后,在不同风速下的输出电压特性,以及在不同负载、不同风速的条件下的输出电压与输出功率特性。实验结果表明:输出电压、功率随风速增加而增加,在风速22 m/s时,最大开路电压有效值为36.2 V,存在最优负载使得输出功率最高,实测为560 kΩ,最高输出功率为375.5μW,相比标准(Standard)电路提升了7.07%,可独立对微电子器件供能。

直管谐振式低频压电声能量回收系统

为了高效回收环境中的声能,基于阵列式压电换能器、直管谐振腔以及能量回收电路提出了一种声能量回收系统.当声波进入直管谐振腔,管中产生谐振驻波作用于压电换能器,将声能转换为电能.本文设计了能量回收电路并且进行理论、仿真分析实验研究了压电振子数量、声波频率、声压级对输出电压的影响,分析了负载电阻对输出电压及功率的影响.实验结果表明,该装置可回收不同频率的声能量,在声波频率为96Hz时发电效果最优.当入射声压级为110dB时,不使用能量回收电路,输出交流电压有效值最高达12.9V,输出交流功率最高达到799μW;使用设计的能量回收电路,最高输出直流电压为64.2V,最高输出直流功率为473μW.该声能量回收系统不仅可以作为声能量采集器,还能对无线传感节点等独立工作的微型电子系统供能.

基于弹性波的碳纤维复合芯导线结构健康监测系统

碳纤维复合芯(ACCC)导线的结构不同于钢芯铝绞线(ACSR),传统的导线检测方法难以在ACCC导线上得到有效应用.为了保证电力系统运行的稳定性与可靠性,有必要对ACCC导线的结构健康进行快速、全面的检测.根据ACCC导线的结构与弹性波的传播特性,分析了弹性波的相速度、群速度及频散特性,采用虚拟仪器技术,提出了一种基于弹性波检测技术的ACCC导线结构健康监测系统.基于小波变换理论,分析了峰值到达时间的计算方法,研究了激励信号的波形、频率、幅值及波峰数的选择策略.根据弹性波的信号特征,进行了幅值衰减特性实验,研究了信号幅值随距离变化的规律与不同中心频率下的幅值变化特征,结果表明,激励信号的幅值在传播过程中随距离呈指数衰减.以ACCC/TW导线为实验对象,搭建实验平台,进行了损伤定位与损伤辨识,实验中定位的最大误差不超过4.28 cm.通过比较损伤的实际位置与结构健康监测系统的输出结果,表明所研究的系统能够有效地对ACCC导线损伤进行定位并具有良好的精度.基于功率谱密度的分析方法,实验研究了不同频率和不同损伤条件下的信号特征.结果表明,通过分析功率谱密度曲线的特征,实现了对ACCC导线不同损伤状态的辨识.

基于无源自供能电路的微型风能采集

针对工业外场环境下,传统电池供能方式存在污染环境及不易更换的问题,通过压电陶瓷将微型风能转换成电能后,直接为无线传感节点等微型电子设备供电,可以缓解这一问题。针对经典电路回收微型风能功率较低的问题,提出了一种无源自供能接口电路,可以更高效地采集微型风能。对电路进行了理论分析和Multisim软件仿真,仿真结果表明:设计的电路回收微型风能是经典电路的4倍左右。

电动汽车用异步电动机定子槽优化设计

针对一台电动汽车用4极4kW低速异步电动机,采用损耗分离法,研究计算了定子槽各尺寸对电机损耗与温度的相关程度。结合有限元法,对该电机进行电磁-热联合仿真分析。分析结果表明,在保证电机运行性能基本不变的情况下,可以通过调整槽半径、槽宽、槽口宽度、槽肩角、槽高等参数实现对电机的优化,从而有效降低电机的运行温度,提高电机的整体效率。

基于低频声能量回收的压电式微型俘能器

为了对环境中的低频声能量进行高效回收,提出了一种基于Helmholtz共鸣器、压电单晶片以及接口电路的压电式微型俘能器。通过理论分析了俘能器的最佳工作频率,通过实验对理论分析结果进行了验证,并且研究了声源在不同距离下,俘能器的输出特性。实验结果表明:当俘能器在共振频率下工作时,在距离声源0.1 m,声压级为110 dB,负载值为48 kΩ时,最大输出功率高达24 mW;当距离从1 m增加至4 m时,输出功率从1.17 mW降低至0.38 mW,俘能器在距离较远的情况下仍能够提供足够的功率为微电子器件进行远距离独立供能。

基于涡激振动的微型风能采集研究

由于体积大、污染环境、需要定期更换,传统电池供能方式已不能适应当前外场工作的需求.涡激振动的微型风能采集装置将风能转换成电能,能够对无线传感节点等微型电子设备直接供电.基于经典Buck-Boost电路,提出了一种适用于涡激振动微型风能采集的能量接口电路.通过理论与仿真分析,所设计的能量接口电路存在最优占空比,及其对应的最大功率点.基于LabVIEW平台设计了控制程序,实验结果表明,所设计的电路与程序能够对占空比进行自动寻优,保持微型风能采集装置以最大功率输出.

仔猪致病性大肠杆菌的分离鉴定及药敏试验

为调查贵州省仔猪大肠杆菌的耐药性,从贵州省6个地、市、县采集病料,进行大肠杆菌的分离培养、生化鉴定、药敏试验和致病性试验等,分离出大肠杆菌128株,其中有42株为致病性大肠杆菌;对头孢哌酮、头孢曲松高度敏感,氧氟沙星和呋喃唑酮中度敏感,头孢噻吩、头孢拉定、青霉素、罗红霉素、四环素、氟苯尼考、氨苄西林、阿莫西林、克拉霉素、卡那霉素、环丙沙星、氧氟沙星、庆大霉素、氯霉素和链霉素不敏感,耐药。

仔猪大肠杆菌的分离及PCR检测

猪大肠杆菌病是由致病性大肠杆菌菌所致的一种仔猪的传染病,严重影响仔猪成活率。其临床表现主要为仔猪腹泻（黄痢、白痢）和水肿病。具有发病迅速、病程较短、发病率和死亡率均高的特点。该病对规模化集约化养猪业危害较大,给猪场带来较大的经济损失。

基于兴趣导向的工科硕士研究生指导策略研究

研究生教育是本科教育的延伸,是对专业领域的深入学习阶段,对研究生的人才培养质量和创新能力的培养至关重要。结合我校研究生的真实情况,提出基于兴趣导向的指导策略,在平时的指导过程中,积极引导研究生转变思想,发掘其潜在能力,激发其学习兴趣,鼓励其树立科学研究自信,培养其独立思考问题、分析问题、解决问题的能力,最终实现人才培养目标。