变负载压电悬臂梁共振频移量研究

基于Euler-Bernoulli梁原理研究了铝基双晶串联压电悬臂梁电压频响和短路-开路共振频移量问题。以悬臂梁总厚度和压电陶瓷厚度为影响参数,首先推导了输出电压的单/多模态解,再以单模态解为基础,分析了不同厚度压电悬臂梁短路-开路共振频移量。研究结果表明,与多模态解相比,单模态解的估计性良好,且计算简便。在任意变负载区间内,存在最劣压电陶瓷厚度,使短路-开路共振频移量最大。因此,在进行压电悬臂梁结构设计时,应尽量避开最劣点,使外部负载具有最佳适应性,提高能量回收效率。

自适应移频变尺度随机共振在故障诊断中的应用

针对移频变尺度随机共振系统参数选择困难的问题,提出了一种基于时频指标的自适应移频变尺度随机共振算法.该算法选用了最高谱峰位置(频域)及过零间距方差(时域)作为优化目标函数,避开了以信噪比等为目标函数时需要预先知道目标信号确切频率的不足,能够自适应地获取最优系统参数,以最大信噪比检测出微弱周期信号.同时,由于移频变尺度随机共振的选用,该自适应算法突破了传统随机共振系统的限制,因此可以检测实际工程中的高频信号.仿真和故障诊断的工程应用结果表明,该自适应算法简单、易于理解,能有效地从强背景噪声中检测出高频微弱周期信号,具有较强的工程实用价值.

频移随机共振在信号检测中的应用

基于傅立叶变换的频移特性,探讨双稳态系统中的高频随机共振现象.仿真结果表明,将输入信号的大频率移动到一个小频率后,双稳态系统的输出功率谱在此频率处的值得到明显增强.在一个较大的频率范围内检测强噪声背景下的弱信号的能力大大增强.

压电超声共振式风传感器风场闭环解算策略研究

为了能够在复杂环境下实现风速风向的高精度和高稳定性测量,在基于声学共振原理的风传感器系统的基础上,采用闭环控制扫描技术改进了系统的性能指标。采用声学共振的方式,同时对换能器产生的信号进行频率调制和强度调制,实现对超声换能器的线型扫描。频率调制解决了在不同压力、温度等环境因素影响下导致的共振频移的问题,强度调制解决了换能器性能随时间衰减问题,极大地提高了信噪比。实验结果表明,采用闭环控制的方法可以准确测量风速风向。风速测量范围0~50 m/s,风速测量精度为±0.5 m/s(≤15m/s)/±5%(>15 m/s且<35 m/s)/±9%(>35 m/s)。改进后的系统在复杂环境下受环境变化影响小、精度高、稳定性好、抗干扰能力强。

气泡软化效应下的非线性声场

为研究气泡的存在对介质中非线性声场的影响,本文利用波动方程和Rayleigh-Plesset方程建立的有限差分和有限体积模型,分别求解了在单频波和双频波激励下含气泡水介质中任意时刻的声压分布。计算表明:在非线性条件下,沿声波传播方向长度为半波长的介质内存在共振频移,即介质发生了软化;含气泡水介质的非线性共振频移与振源的振幅有关,在一定范围内,频移随着振幅的增大而增大;并证明了介质中的软化是由气泡平均体积增大而引起的。本研究为提高参量阵声发射和接收效率等提供了一种思路。

一种基于LabVIEW的虚拟信号检测仪的设计

本文用Lab VIEW软件设计了一款虚拟信号检测仪,可以从强噪声背景下检测出微弱信号,对于频率较低的信号,系统直接产生随机共振,对于频率较高的信号,使用移频随机共振系统,检测效果良好。相对传统仪器,虚拟仪器在测量上、应用上和二次开发上都体现出了很大的优越性。因此,本虚拟信号检测仪在信号检测中具有较好的应用前景。