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Low-field NMR micro coils based on printed circuit board technology 被引量:1
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作者 WU WeiPing LU RongSheng +2 位作者 ZHOU XinLong ZHANG YunYi NI ZhongHua 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2014年第10期2082-2088,共7页
Radiofrequency coil is one of the most important components for a nuclear magnetic resonance(NMR)instrument.In this article,some planar micro coils with an inner diameter of 2 mm and number of turns that varied from 1... Radiofrequency coil is one of the most important components for a nuclear magnetic resonance(NMR)instrument.In this article,some planar micro coils with an inner diameter of 2 mm and number of turns that varied from 1 to 11 were investigated based on the printed circuit board(PCB)technology.The electrical characterization of micro coils show that self-resonant frequencies are larger than 200 MHz.Then,an NMR measurement platform with a static magnetic field of 0.66 T was constructed and the signal to noise ratio(SNR)values of the NMR were analyzed.It was found that the SNR is optimal when the turn number of the micro coils is six and the excitation time of a 90°pulse is 0.8?s.Finally,we used the micro coil with six turns to study the transverse relaxation rate of copper sulfate pentahydrate aqueous solution with different concentrations.It was found that the transverse relaxation rate is proportional to the solution concentration.Results from the micro coil were verified by measurements using a Bruker Minispec MQ60. 展开更多
关键词 printed circuit board planar micro coil low-field nuclear magnetic resonance signal to noise ratio transverse relaxation rate
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Electromagnetism and Absorptivity of the Modified Micro-coiled Chiral Carbon Fibers 被引量:10
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作者 Zheng Tianliang Wang Yuehong +2 位作者 Zheng Kuangyu Li Qian Tao Ye 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第6期559-563,共5页
Micro-coiled chiral carbon fibers are modified by nano-Ni. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) are used to compare the composition and morphology of the unmodified and the modified fiber... Micro-coiled chiral carbon fibers are modified by nano-Ni. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) are used to compare the composition and morphology of the unmodified and the modified fibers. The results show that electromagnetism parameters of the modified are different from those of the unmodified. After modification by nano-Ni, the micro-coiled chiral carbon fibers have decreased permittivity and electrical loss. The permeability and magnetic loss of the modified carbon fibers become larger than those of the unmodified ones. Moreover, the modification of unmodified chiral carbon fibers into the modified is much like changing hollow electric windings into those with magnetic cores inside. The modifier intensifies the cross polarization of the chiral carbon fibers and makes the permittivity and the permeability get closer to each other which improves the matching performance and enhances absorbability of coatings. In the range of 6-18 GHz, the reflectivity of the coating is 6-8dB and the bandwidth is 12 GHz. The area density of the coating is below 3 kg/m^2. 展开更多
关键词 absorbing coating micro-coiled chiral carbon fiber modify electromagnetism parameters
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Modeling and Configuration Design of Electromagnetic Actuation Coil for a Magnetically Controlled Microrobot 被引量:1
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作者 Xiaolong Jing Weizhong Guo 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期13-25,共13页
Non-contact actuated microbeads have attracted a lot of attention in recent years because of its enormous potential in medical, biological, and industrial applications. Researchers have proposed a multitude of electro... Non-contact actuated microbeads have attracted a lot of attention in recent years because of its enormous potential in medical, biological, and industrial applications. Researchers have proposed a multitude of electromagnetic actuation(EMA) systems consisting of a variety of coil pairs. However, a unified method to design and optimize a coil pair according to technical specifications still does not exist. Initially, this paper presented the modeling of an untethered ferromagnetic particle actuated by externally applied magnetic field. Based on the models, a simple method of designing and optimizing the EMA coil pair according to technical specifications, was proposed. A loop-shaped coil pair generating uniform magnetic and gradient fields was chosen to demonstrate this method clearly and practically. The results of the optimization showed that the best distance to radius ratio of a loop-shaped coil pair is 1.02 for a uniform magnetic field and 1.75 for a uniform gradient field. The applicability of the method to other shapes of coil configuration was also illustrated. The best width to distance ratio for a square-shaped coil pair is 0.558 and 0.958 for uniform magnetic and gradient fields, respectively. The best height to width ratio and distance to width ratio for a rectangle-shaped coil pair is h/w =[0.9,1.1], d/w =[0.5,0.6] for uniform magnetic field and h/w =[1.0,1.2], d/w =[0.9,1.1] for uniform gradient field. Furthermore, simulations of a microparticle tracking the targeted trajectory were conducted to analyze the performance of the newly designed coils. The simulations suggested the ability of manipulating microparticles via the coils designed by our proposed method. The research mainly proposed a unified design and optimization method for a coil pair, which can support researchers while designing a specific coil pair according to the technical requirements. This study is aimed at researchers who are interested in EMA system and microrobots. 展开更多
关键词 micro-robot/particle coil configuration design and optimization Electromagnetic ACTUATION TRAJECTORY tracking
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基于准零刚度支撑结构的低频主动隔振平台研究
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作者 李青 何柯达 +4 位作者 杨鸿杰 薛羽竣 马超 王天舒 刘磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期84-91,117,共9页
针对量子科学试验、精密制造等先进应用对亚赫兹微振动的抑制需求,研究基于准零刚度支撑结构和分离式音圈作动器的低频主动隔振技术。首先,给出一种低频主动隔振平台设计方法,考虑准零刚度结构的等效动力学特性,采用牛顿-欧拉方法建立... 针对量子科学试验、精密制造等先进应用对亚赫兹微振动的抑制需求,研究基于准零刚度支撑结构和分离式音圈作动器的低频主动隔振技术。首先,给出一种低频主动隔振平台设计方法,考虑准零刚度结构的等效动力学特性,采用牛顿-欧拉方法建立平台的动力学模型;然后,基于所建立动力学模型分析多自由度耦合下平台的扰动传递特性并设计主动隔振算法;最后,研制低频主动隔振平台进行试验验证。试验结果表明,所开发主动隔振平台能够在三个线自由度上实现优于98.3%的微振动抑制效果,在0.1~10.0 Hz内载荷z方向微振动小于1.3×10^(-8) g。 展开更多
关键词 低频微振动 主动隔振 准零刚度结构 音圈作动器
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双线圈与单线圈磁脉冲辅助微冲裁对比与分析
5
作者 黄蔚君 杨亮 +4 位作者 黄曾鑫 刘大海 陶毅晨 周恺 祝李豪 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期20-25,共6页
为进一步研究磁脉冲辅助微冲裁工艺,提出使用双线圈替代单线圈的磁脉冲辅助微冲裁方法,采用对比试验的方式进行了成形孔宏观效果及冲裁断面质量分析,从而对双线圈与单线圈成形率与冲裁断面质量优劣进行了对比。结果表明,在成形孔的宏观... 为进一步研究磁脉冲辅助微冲裁工艺,提出使用双线圈替代单线圈的磁脉冲辅助微冲裁方法,采用对比试验的方式进行了成形孔宏观效果及冲裁断面质量分析,从而对双线圈与单线圈成形率与冲裁断面质量优劣进行了对比。结果表明,在成形孔的宏观效果方面,双线圈的孔成形率远高于单线圈,双线圈的应用提高了磁脉冲辅助微冲裁的能量利用率。单线圈磁脉冲辅助微冲裁的冲裁断面光亮带占比最高仅有15.3%,而双线圈的冲裁断面光亮带占比最高高达59.6%,双线圈冲裁质量远优于单线圈。 展开更多
关键词 磁脉冲辅助成形 微冲裁 双线圈 断面质量
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基于Zigzag柔性簧片的大行程XY精密运动平台
6
作者 赵林峰 凌明祥 +2 位作者 薛立伟 申浩 陈立国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期2070-2080,共11页
通过采用Zigzag柔性簧片作为导向机构,提出了一种具有大行程、高精度、高频响、低应力的并联式XY二自由度精密定位平台,满足精密运动的需求。提出了以Zigzag柔性簧片单元为核心导向梁的柔顺精密运动平台结构,并采用音圈电机进行驱动,实... 通过采用Zigzag柔性簧片作为导向机构,提出了一种具有大行程、高精度、高频响、低应力的并联式XY二自由度精密定位平台,满足精密运动的需求。提出了以Zigzag柔性簧片单元为核心导向梁的柔顺精密运动平台结构,并采用音圈电机进行驱动,实现3 mm×3 mm的运动范围和60 Hz以上的固有频率。对Zigzag柔性簧片和传统直梁柔性簧片进行有限元仿真分析对比,验证Zigzag柔性簧片运动性能的优越性。接着,对XY两自由度运动进行解耦设计,减小运动带来的寄生(耦合)误差。运用有限元分析对平台进行优化,针对高频运动引发的疲劳损伤问题,改进定位平台的构型,降低最大应力,延长平台工作寿命。分析结果表明:该平台满足运动和解耦性能的设计要求,其寄生误差为0.012%,能够实现大行程以及较高频率的运动,并且响应快速,动态特性良好。实验结果表明,定位平台的固有频率达到60 Hz,开环分辨率达1.3μm,可实现XY方向±1.5 mm行程的运动。 展开更多
关键词 精密定位平台 音圈电机 柔顺机构 低应力
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大行程推拉电磁驱动微定位平台的内环阻尼与迭代学习控制
7
作者 刘昊 赖磊捷 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期1238-1243,共6页
为了解决音圈电机驱动柔性微定位平台驱动力小和低阻尼谐振等问题,本文采用两侧音圈电机的推拉模式来提升驱动力的大小,并且利用内环阻尼控制器结合迭代学习控制方法来实现平台的精准控制。首先,搭建了互补配置的双音圈电机驱动双平行... 为了解决音圈电机驱动柔性微定位平台驱动力小和低阻尼谐振等问题,本文采用两侧音圈电机的推拉模式来提升驱动力的大小,并且利用内环阻尼控制器结合迭代学习控制方法来实现平台的精准控制。首先,搭建了互补配置的双音圈电机驱动双平行四边形柔性机构的微定位平台。其次,设计了内环阻尼速度反馈控制器。然后,采用逆模型迭代学习控制方法来进一步消除周期性的干扰和误差。最后进行了跟踪实验。结果表明:在跟踪1 Hz和2.5 Hz的正弦波时,相比于PI控制,最大误差分别减少74.6%和68.6%,满足微定位平台精准控制的要求。 展开更多
关键词 阻尼控制 迭代学习控制 微定位平台 音圈电机 柔性机构
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胃肠道胶囊机器人无线能量传输系统中发射线圈优化设计
8
作者 佘健健 华浩然 +1 位作者 李宝军 陈将伟 《磁性材料及器件》 CAS 2024年第2期37-43,共7页
基于无线能量传输的模型与原理,仿真分析了几种不同类型发射线圈的磁场分布。结果表明,线圈磁芯开口大小、磁芯与空气界面的形状、线圈放置的位置都会对发射线圈附近磁场分布产生影响。进而优化出扇环型发射线圈,当线圈中通以频率218 kH... 基于无线能量传输的模型与原理,仿真分析了几种不同类型发射线圈的磁场分布。结果表明,线圈磁芯开口大小、磁芯与空气界面的形状、线圈放置的位置都会对发射线圈附近磁场分布产生影响。进而优化出扇环型发射线圈,当线圈中通以频率218 kHz、幅值1.125 A的电流时,可在一定的空间区域形成3.0~4.7 G、比较均匀的磁场,满足胃肠道胶囊机器人的供能需求。相较于已有同用途的发射线圈,优化设计的发射线圈结构简单、整体尺寸显著缩小,同时采用较小的电流就能满足供能需求。研究工作可为优化设计无线能量传输系统中的发射线圈提供新的思路和可行途径。 展开更多
关键词 胃肠道胶囊机器人 无线能量传输 发射线圈 磁芯 磁场
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基于旋涡传感的镁合金压铸件表面微观缺陷检测
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作者 王飞 张素兰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1827-1833,共7页
针对镁合金铸件表面微观形态变化较小,砂眼和毛刺等缺陷视觉特征表现不明显,导致人工检测难度较高的问题,提出基于旋涡传感的镁合金压铸件表面微观缺陷检测方法。将长时间磨损和外力加持两种情况下引起镁金属能量强度变化作为下一步检... 针对镁合金铸件表面微观形态变化较小,砂眼和毛刺等缺陷视觉特征表现不明显,导致人工检测难度较高的问题,提出基于旋涡传感的镁合金压铸件表面微观缺陷检测方法。将长时间磨损和外力加持两种情况下引起镁金属能量强度变化作为下一步检测的参照,利用旋涡传感技术在被测铸件周围设置带有交流电的线圈磁场,根据铸件表面金属参数调节旋涡传感密度,识别到铸件表面出现与线圈磁场相反方向磁场力时,即完成精准检测。结果表明,所提方法不同提离距离下,砂眼铸件缺陷最大镁金属能量强度为363 MJ和360 MJ,毛刺铸件缺陷最大镁金属能量强度为270 MJ和300 MJ。验证了所提方法可以准确检测镁合金压铸件表面裂纹和凹陷缺陷。 展开更多
关键词 镁合金压铸件 表面微观缺陷 旋涡传感检测 夹杂物质量 线圈磁场
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音圈电机驱动微定位平台线性自抗扰滑模控制
10
作者 王雯雯 赖磊捷 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期101-104,共4页
针对音圈电机驱动柔性微定位平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种将滑模控制和线性自抗扰控制相结合的复合控制器来提高平台系统的控制性能。首先,搭建了音圈电机驱动复合双平行四杆柔性机构的微定位平台和实验系统... 针对音圈电机驱动柔性微定位平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种将滑模控制和线性自抗扰控制相结合的复合控制器来提高平台系统的控制性能。首先,搭建了音圈电机驱动复合双平行四杆柔性机构的微定位平台和实验系统,并进行了系统辨识;其次,设计了线性自抗扰控制器,利用线性扩张状态观测器估计系统的内外扰动并在线进行扰动补偿,针对线性自抗扰控制器性能优化上的局限性,提出滑模控制器解决相位滞后问题来进一步提升轨迹跟踪精度;最后,利用所搭建的实验平台对控制方法进行了实验验证。结果表明,滑模和线性自抗扰复合控制器能够很好地克服内外干扰,与经典PID控制和单独的线性自抗扰控制相比,跟踪正弦波信号的最大误差分别减小了52.98%和21.26%,满足了微定位平台高精高速的控制要求。 展开更多
关键词 自抗扰控制 滑模控制 微定位平台 音圈电机 柔性机构
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退火对电流体喷印线圈磁敏特性的影响
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作者 张缘圆 甘寅锴 +2 位作者 辛明勇 何雨旻 余丙军 《机械》 2024年第7期23-29,共7页
研究了热退火对不同电流体喷印方式制备的微纳金属线圈磁感应特性的影响。首先,仿真分析了不同线圈参数对线圈电感性能的影响,设计了磁敏线圈结构;然后,使用电流体喷印设备进行线圈制备,并利用磁场发生及检测系统对喷印线圈进行性能表征... 研究了热退火对不同电流体喷印方式制备的微纳金属线圈磁感应特性的影响。首先,仿真分析了不同线圈参数对线圈电感性能的影响,设计了磁敏线圈结构;然后,使用电流体喷印设备进行线圈制备,并利用磁场发生及检测系统对喷印线圈进行性能表征;最后,对比了相同条件下(真空,300℃)退火前后不同电流体喷印方式制备的微纳金属线圈在均匀交变磁场下的感应电动势随激励电压/电流的变化规律。实验结果表明,退火后的线圈表现出更为优秀的导电性,并分析了其变化机制。为基于电流体喷印技术的微纳磁敏线圈制备提供了有益思路。 展开更多
关键词 电流体喷印 微纳金属线圈 退火 磁感应特性 交变磁场
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基于分数阶PID的宏微复合驱动器宏动控制策略
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作者 喻曹丰 魏益军 +3 位作者 郑爽 杨坤 陶雪枫 肖志豪 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期92-95,共4页
针对宏微复合驱动器控制系统中存在定位误差大和调节时间长的问题,提出了一种基于次最优分数阶PID的控制策略。简述了宏微复合驱动器结构及工作原理,并基于电磁驱动原理建立了宏动部分数学模型;设计了分数阶PID控制器,并采用遗传算法和... 针对宏微复合驱动器控制系统中存在定位误差大和调节时间长的问题,提出了一种基于次最优分数阶PID的控制策略。简述了宏微复合驱动器结构及工作原理,并基于电磁驱动原理建立了宏动部分数学模型;设计了分数阶PID控制器,并采用遗传算法和次最优的方法对控制器进行参数整定;通过数值仿真和实验验证了分数阶PID控制器的有效性。结果显示,采用分数阶PID控制器相较于传统PID控制器在5 mm以及更大定位行程中位移超调量下降超过57%,调节时间减少超过24%,且行程越大驱动器采用分数阶PID控制器控制效果越明显。研究结果表明,分数阶PID控制器在宏微复合驱动器宏动系统中的控制效果明显优于传统PID控制器。 展开更多
关键词 宏微复合驱动器 遗传算法 分数阶PID控制器 音圈电机
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Development of Wearable Micro-actuator Array for 3-D Virtual Tactile Displays
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作者 Zoltan Szabo Eniko T. Enikov 《Journal of Electromagnetic Analysis and Applications》 2012年第6期219-229,共11页
A novel 4 by 4 array of electromagnetic micro-actuators operating on the principle of voice-coil actuators is presented. The intended application of the array is dynamic tactile stimulation, where multiple actuators g... A novel 4 by 4 array of electromagnetic micro-actuators operating on the principle of voice-coil actuators is presented. The intended application of the array is dynamic tactile stimulation, where multiple actuators generate an illusion of touching a moving pattern. In comparison to earlier designs [1-3], the device has smaller dimensions of 2.28 mm in diameter and 7 mm in length, which allowed its use in an array capable of hosting up to a 5 by 5 set of actuators with a rectangular shape covering an area of 18 mm by 21 mm. Using finite element analysis of several conceptual designs of actuators [1,4,5], it was established that the voice-coil type device (where the coil is the moving part) has most beneficial characteristics for the envisioned application. These include sufficient force over a relatively large distance, allowing tactile stimulation of surfaces with irregular shape, fast response, and small foot-print that matches the density of the tactile sensory neurons in the human finger. Eexperimental evaluation of the operation of neighboring actuators spaced at 3.3 mm apart, indicates that there is no crosstalk between the actuators. The resulting density exceeds that of previously reported alternative designs based on moveable permanent magnets [4,6]. Static force measurement indicate that each micro-actuator can produce at least 26 mN of repulsive force over a stroke of 2100 μm with a peak force of 34 mN. The driving circuit operates at 13.5V and generates a vibration frequency of up to 265 Hz without significant change of the force-displacement characteristics. In the higher frequency range (above 100 Hz) the actuator provides at least 15 mN of force over a slightly reduced stroke of 2300 μm, and a peak force of 21 mN. All of the above parameters meet the required threshold values of tactile human perception known from [2] and [3]. 展开更多
关键词 micro-ACTUATOR voice-coil microACTUATOR TACTILE display
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微光学陀螺发展研究
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作者 张辉 谭鹏立 +3 位作者 蒋军彪 李晓 陈瑶 梁铭珊 《弹箭与制导学报》 北大核心 2023年第4期1-14,共14页
微光学陀螺(micro optic gyroscope,MOG)是一种基于波导环和Sagnac效应的小型化、集成化的新型角速度传感器,因其在综合性能上的潜在优势,有望在智能弹药、无人飞行器和水下无人运载器等小型平台上获得广泛应用。文中简述了3类MOG的基... 微光学陀螺(micro optic gyroscope,MOG)是一种基于波导环和Sagnac效应的小型化、集成化的新型角速度传感器,因其在综合性能上的潜在优势,有望在智能弹药、无人飞行器和水下无人运载器等小型平台上获得广泛应用。文中简述了3类MOG的基本原理;详细介绍了国内外研究机构在3类MOG技术方案,各光波导、集成光学器件等关键组件的方案及其制造工艺技术等方面取得的进展;展望了MOG的发展前景。 展开更多
关键词 微光学陀螺 波导环 干涉型微光学陀螺 谐振型微光学陀螺 布里渊微光学陀螺
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基于自学习非线性PID的音圈电机精密定位系统 被引量:5
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作者 程苗苗 翟朋辉 +2 位作者 张英杰 李健 冯凯 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1519-1530,共12页
基于音圈电机的精密宏微气浮运动系统,是一种能克服接触摩擦和行程限制的新型精密定位系统。针对系统中用于精密定位的音圈电机受到内外扰动从而影响系统最终定位精度的问题,在建立起音圈电机数学模型的基础上,设计了基于反正弦函数的... 基于音圈电机的精密宏微气浮运动系统,是一种能克服接触摩擦和行程限制的新型精密定位系统。针对系统中用于精密定位的音圈电机受到内外扰动从而影响系统最终定位精度的问题,在建立起音圈电机数学模型的基础上,设计了基于反正弦函数的自学习非线性PID控制器,利用自学习算法对非线性增益函数的增益系数进行实时调整。完成算法设计与仿真后,在搭建的系统平台分别进行了微动台短行程定位和宏微动台的长行程定位实验。仿真和实验结果表明,与传统PID控制器相比较,自学习非线性PID控制器的使用有效提高了系统的鲁棒性和定位精度,系统对位置指令响应迅速无超调,控制精度达到了亚微米级。 展开更多
关键词 精密宏微气浮运动系统 音圈电机 自学习非线性PID 定位精度
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大型分块式空间望远镜主镜合像/振动一体化控制方法 被引量:1
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作者 张祥瑞 张尧 +1 位作者 王有懿 毛岸远 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2023年第2期30-41,共12页
面向在轨组装的分块式空间望远镜主镜高精度合像与稳像调整问题,设计一种音圈电机驱动的六自由度子镜主动调整机构,并考虑星体柔性附件和角动量装置等微振动源影响提出一种分散式力控制方法,完成镜面位姿的高精度控制,实现分块镜合像与... 面向在轨组装的分块式空间望远镜主镜高精度合像与稳像调整问题,设计一种音圈电机驱动的六自由度子镜主动调整机构,并考虑星体柔性附件和角动量装置等微振动源影响提出一种分散式力控制方法,完成镜面位姿的高精度控制,实现分块镜合像与振动一体化控制.本文先推导了像差与子镜位姿参数之间的光学灵敏度矩阵形式,以Gram-Schmidt正交化方法得到了正六边形孔径的Zernike像差多项式;建立分块式空间望远镜整星动力学模型,基于音圈电机设计六自由度子镜主动调整机构,并提出涡流传感器阵列的位姿解算方法;提出在轨组装后的分块式空间望远镜控制方案,针对子镜的TTP(tip,tilt,piston)误差与微振动干扰,利用子镜位姿目标量与作动器期望长度的解析式,设计带有前馈补偿和速度反馈的分散式音圈电机控制器用于电机输出力和子镜位姿调整,实现合像与振动控制;仿真验证并计算成像质量评价指标,结果表明提出的控制方法可实现分块式空间望远镜高精度合像与稳像调整,调整速度快、精度高、振动衰减强. 展开更多
关键词 分块式空间望远镜 ZERNIKE多项式 合像 微振动 音圈电机 整星动力学
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基于STM32的电池极耳焊缝微缺陷检测系统设计
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作者 黄平 马龙 +3 位作者 李泰民 郑福印 张晓丹 白石 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2023年第7期66-70,共5页
针对航空锂电池极耳焊缝微缺陷识别及分类研究,阐述了多频涡流层析成像检测机制及组成结构,提出采用多通道微型差分涡流检测线圈作为缺陷信号有效拾取介质,并基于STM32完成了高灵敏度励磁-检测探头、激励电路、锁相环电路以及信号调理... 针对航空锂电池极耳焊缝微缺陷识别及分类研究,阐述了多频涡流层析成像检测机制及组成结构,提出采用多通道微型差分涡流检测线圈作为缺陷信号有效拾取介质,并基于STM32完成了高灵敏度励磁-检测探头、激励电路、锁相环电路以及信号调理采样电路的系统化设计。实验结果表明:该系统可有效识别航空锂电池极耳焊缝微缺陷(缺焊、多焊、气泡等),其中缺焊及气泡微缺陷导致扫面曲线出现上凸现象,而多焊微缺陷形成下凹趋势,整机电路方案为相关检测领域的缺陷检测提供了良好的实验基础。 展开更多
关键词 极耳焊缝 微缺陷 多频涡流 层析成像 差分涡流检测线圈
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基于自抗扰的宏微复合驱动器宏动控制策略研究 被引量:1
18
作者 喻曹丰 肖志豪 +3 位作者 吴干 杨坤 魏益军 陶雪枫 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第7期100-107,共8页
面向高速精密定位领域设计了以音圈电机为宏动部分,超磁致伸缩驱动器为微动部分的同轴式宏微复合驱动器。为实现宏动部分的驱动控制,基于电磁驱动原理建立了宏动部分的动力学模型,设计了自抗扰控制(active disturbance rejection contro... 面向高速精密定位领域设计了以音圈电机为宏动部分,超磁致伸缩驱动器为微动部分的同轴式宏微复合驱动器。为实现宏动部分的驱动控制,基于电磁驱动原理建立了宏动部分的动力学模型,设计了自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)系统,其包括4阶扩张状态观测器及非线性状态误差反馈控制率,采用5阶S型位移曲线作为路径规划,并搭建了实验测试平台进行验证。实验结果显示:定位过程中,ADRC算法控制下其最大跟随误差约为0.155 mm,最终定位误差约为9μm,在负载工况下,最大跟随误差约为0.277 mm,最终定位误差约为11μm。研究结果表明:ADRC算法较于PID算法跟随误差更低,超调更小,且最终定位误差处于宏微复合驱动器微动的定位范围内,满足整体设计要求。 展开更多
关键词 宏微复合驱动器 音圈电机 自抗扰控制 精密定位 控制策略
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电加热微电极传热模式的结构依赖性研究
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作者 李炬 杨森 孙建军 《电化学(中英文)》 CAS 北大核心 2023年第9期38-46,共9页
近年来,电加热微电极在电分析化学中得到了广泛的关注。研究表明,在高温下促进质量传输和反应动力学通常会导致电流信号增加。然而,目前还没有关于微电极内部传热的研究,这对于微传感器的设计和操作是必要的。本文利用有限元模拟软件(CO... 近年来,电加热微电极在电分析化学中得到了广泛的关注。研究表明,在高温下促进质量传输和反应动力学通常会导致电流信号增加。然而,目前还没有关于微电极内部传热的研究,这对于微传感器的设计和操作是必要的。本文利用有限元模拟软件(COMSOL)来分析影响表面温度(T_(s))的因素,这对线圈加热的微盘电极的加热能力至关重要。电极表面和加热铜线底部之间的距离也与T_(s)(R^(2)=1)有良好的线性关系。考虑到成本,25 mm长的金丝足以获得相对较高的T_(s)。此外,当电极材料为金且金盘直径为0.2 mm时,可以获得最高的Ts。本文还研究了不同温度下加热铜线直径与电流的关系。仿真结果有望为电加热微传感器的设计和实际应用提供重要帮助。 展开更多
关键词 电加热微电极 传热 微盘 线圈加热 模型 COMSOL 温度分布
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电磁直驱柔性微定位平台谐振抑制控制器设计
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作者 陈云壮 赖磊捷 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第4期63-66,共4页
针对音圈电机驱动柔性微定位平台的低阻尼谐振问题,利用零极点配置的根轨迹校正方法对其谐振振动模态进行有效抑制以满足其跟踪精度高、响应速度快、抗干扰能力强的性能要求。首先,搭建了音圈电机驱动柔性微定位平台系统并进行系统辨识... 针对音圈电机驱动柔性微定位平台的低阻尼谐振问题,利用零极点配置的根轨迹校正方法对其谐振振动模态进行有效抑制以满足其跟踪精度高、响应速度快、抗干扰能力强的性能要求。首先,搭建了音圈电机驱动柔性微定位平台系统并进行系统辨识,获得平台的动态特性;其次,为改善系统的响应特性,在原系统根轨迹上加入共轭零点消除低阻尼共轭极点带来的振荡;此外,在闭环系统基础上加入前置的相位超前前馈控制器以消除闭环系统的相位误差;最后,利用所设计控制器对频率为1 Hz、2 Hz、5 Hz的正弦信号和三角波信号进行跟踪实验,最大跟踪误差分别为轨迹幅值的7.08%和6.05%。实验结果表明,系统能够较好的复现所跟踪的信号,跟踪误差得到了较好的抑制,证明了所设计控制器的准确性、有效性。 展开更多
关键词 微纳米定位平台 音圈电机 零极点对消 相位超前控制器
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