引信用双工形压电驱动器的设计及其驱动特性

为实现引信安全系统状态的恢复功能,满足引信全域安全控制的需求,提出了一种双工形压电驱动器应用于机电安全系统中。首先,参考双足式压电驱动器并根据设计要求对双工形压电驱动器进行了结构设计,并分析了其工作机理。然后,对设计的双工形压电驱动器进行了结构优化,基于优化结果给出驱动足的运动轨迹方程,保证了驱动足形成类椭圆运动轨迹。接着,搭建了实验平台对双工形压电驱动器样机进行驱动特性测试分析,确定了最佳工作频率,并得到了双工形压电驱动器往返运动速度和激励电压峰峰值的关系曲线。最后,针对引信高冲击工作环境,提出双工形压电驱动器抗高过载措施,并对压电驱动器进行抗高冲击过载实验。结果表明:压电驱动器的运动速度与激励电压峰峰值呈正相关,且在频率为130 Hz的激励电压作用下,压电驱动器的运动速度最佳;双工形压电驱动器在20 kg冲击载荷作用下仍能正常工作,验证了抗高过载措施的有效性。进一步验证了双工形压电驱动器实现引信安全状态可恢复功能的可行性。

基于团簇微观结构分析的离子电活性聚合物驱动特性

首先,对离子交换膜吸附水分子微观过程进行分析,并结合团簇结构揭示离子电活性聚合物的传质动力学特性;其次,基于溶胀理论研究团簇受力情况,依据几何变形特点和变形传质机理建立物理模型;最后,对得到的驱动模型进行验证和分析讨论。研究结果表明:本文模型所得结果和实验结果较吻合。含水量对离子交换膜团簇通道的形成有重要影响,阳离子的迁移以及水分子运动是离子交换膜驱动的主控因素。随着阳离子浓度和水分子浓度增加,静水压力、渗透压力以及静电压力均逐渐增大,渗透压力对离子电活性聚合物弯曲变形起主导作用。

柔性压电纤维复合材料驱动器的驱动特性研究

本文通过分析柔性压电纤维复合材料驱动器(Flexible Piezoelectric fiber composite actuator Device,FPD)的变形驱动机制,提出了一种基于铁电参数预测其工作电压范围的方法,基于压电方程推导了FPD驱动力的表达式,并经实验测定验证了所提方法的可靠性。此外,基于所提方法研究了有效宽度对机电阻抗性能和驱动性能的影响规律。结果表明:基于铁电参数预测FPD工作电压范围的方法合理可行,FPD的许用工作电压在负向次矫顽电压到正向极化电压之间,且偏置/非对称电压驱动模式可以同步实现大应变和小迟滞;基于压电方程计算FPD驱动力的方法有效可靠,FPD的驱动力正比于其压电应变系数、弹性模量、横截面积及外加电场;随着有效宽度的增加,FPD的电容和驱动能力增加,阻抗减小,主谐振峰、自由应变和迟滞基本不变。

带式输送机时变负载驱动特性的研究

随着带式输送机向长距离、高速度等方向发展,对其动态特性的研究极其重要。在输送机复杂驱动特性的研究领域中,将负载转矩理想地简化为恒定值,却忽略了电机转速和转矩是随负载力矩的改变而实时变化。针对此问题,首先在RecurDyn中基于Voigt输送带模型建立重锤式带式输送机动力学模型;然后利用Simulink搭建异步电机矢量控制模型;最后利用多领域协同仿真思想,用电机驱动带式输送机,将输送机的负载转矩反馈给电机形成闭环控制使其启动至稳定运行,对其电流与动态特性进行分析。研究结果表明:该模型输出的电机磁链和转速达到设定的期望值,相对误差分别为0.01%和1.29%,从而精准地控制带式输送机的启动,证明其运行规律符合实际运行工况,为带式输送机的机电一体化系统设计提供一种行之有效的研究方法与依据。

基于物理结构驱动特性的大型播种机性能优化

为了在提高播种机的播种性能的同时降低能耗,对播种机秸秆切断圆刀和播种开沟器进行结构驱动特性优化。对秸秆切断圆刀进行优化时,首先分析圆刀直径、工作偏角和前进速度对于前进阻力和切断率的影响;其次分别建立前进阻力和切断率模型,分析模型可靠性;最后建立基于前进阻力和切断率综合模型,得到秸秆切断圆刀最优工作参数。对播种开沟器优化时,以前进阻力和回土量为优化指标,得到优化结果为滑推角45°和上宽度50mm。系统测试结果表明:优化后的结构可以提高播种效果,降低前进阻力。

曾超:创新驱动 数智引领——久其女娲平台助力产业新质生产力提升

新质生产力具有创新驱动特性,新质生产力具有绿色低碳特性,新质生产力具有人本内蕴特性,新质生产力具有开放融合特性。北京久其软件股份有限公司(以下简称“久其软件”)高级副总裁曾超在第十八届中国CFO大会上讲述了对新质生产力的理解和技术如何驱动生产力的提升。他认为,根据新质生产力的资源赋、产业基础、科研条件等特征,有选择地推动新产业。

三轴差动式管道机器人的驱动特性及仿真研究

为解决轮式管道机器人弯管运行的干涉问题,研制一种具有差动运行功能的轮式管道机器人——三轴差动式管道机器人.首先介绍了机器人的结构组成和基本原理,对机器人的牵引力、越障能力等驱动特性进行分析,建立相应的理论分析模型.同时,建立机器人的虚拟样机仿真模型,对其牵引力、越障能力进行仿真研究,仿真结果与理论分析基本一致.机器人在弯管运行的仿真结果表明:机器人能够顺利通过弯管,三轴差动机构具有较好的差动效果.

大变形柔顺机构的驱动特性研究

基于“伪刚体模型法” ,分析研究了当给定从动件的变形或给定其运动规律时大变形柔顺机构原动件的驱动问题。首先对柔顺机构中不同柔性元件的运动轨迹进行了分析 ,给出了其“伪刚体模型”中主要结构参数的确定方法。在此基础上 ,研究了当从动件产生预期的变形或满足给定的运动规律时 ,求解原动件驱动力矩的一般方法。最后通过算例说明了方法的有效性。

基于转矩控制策略的电传动履带车辆驱动特性研究

从原理上探讨了通过直接控制左右侧电机的输出转矩大小来控制某电传动履带车辆整车运动的可行性，提出了转矩控制策略，建立了基于多体动力学软件RecurDyn／Track-HM的履带车辆整车行动部分三维多体动力学虚拟样机模型和基于控制系统分析软件Matlab／Simulink的综合控制器及电机控制系统模型，同时基于上述不同软件的接口技术建立了机械系统和控制系统协同仿真模型，对0～32km／h的加速时间、不同车速下的100m直驶偏移量、B／2转向及15°爬坡性能等驱动特性进行了协同仿真及实车试验研究，通过分析和比较验证了模型及转矩控制策略的正确性，为进一步深入研究其它驱动特性奠定了基础。

双转子电机混合动力汽车驱动特性研究

双转子电机应用于混合动力汽车,可以方便地构建出集电机驱动、差速和能量回收等功能于一体的无差速器四轮混动驱动系统。以永磁无刷直流型双转子电机为例,分析了作为电驱动桥动力源的双转子电机的工作原理,并建立了在SUV混合动力电动车上应用的动力性和经济性仿真模型。最后,以欧洲城市工况为例,利用仿真模型进行了动力性和经济性对比仿真。结果表明,新型混合动力方案在动力性略有提高的基础上百公里油耗比原型车下降了21.09%。

人工肌肉驱动特性研究

分析并研究了影响人工肌肉驱动的主要非线性因素，建立了更为准确的驱动模型。人工肌肉是一种轻型的气动橡胶驱动器，但其驱动具有明显的非线性。传统使用的驱动模型不具有对其非线性的描述，因而与实际驱动特性有一定的误差，势必影响其控制性能。

PWM整流器的欠驱动特性与非线性控制

针对三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器级联式双闭环控制系统结构的选择成因尚缺乏理论阐释的问题,基于欠驱动系统理论对此结构进行理论研究。建立PWM整流器在dq同步旋转坐标系下的数学模型,并对其欠驱动特性进行分析。给出PWM整流器驱动变量与欠驱动变量的选择方法,利用零动态分析理论与部分反馈线性化控制策略,设计电流内环控制器。为增强PWM整流器抵抗电网电压和负载扰动的能力,提出自抗扰比例积分电压外环非线性控制方案。所设计的PWM整流器控制系统具有较好的稳态和动态性能,特别是对电网电压/负载扰动具有很强的鲁棒性。仿真与实物实验结果证明了所提理论的正确性和控制策略的有效性。

NiTi形状记忆合金基本驱动特性

研究了预应变ＮｉＴｉ形状记忆合金丝的基本驱动特性。结果表明，加热和冷却过程回复力存在滞后行为；卸载过程中应力与应变具有与加热、冷却过程相关的非线性关系；卸载应力随卸载应变速率增加而降低。此外研究了预应变ＮｉＴｉ合金丝产生回复力后对外应力的响应行为。

NiTi形状记忆合金弹簧电热驱动特性

测定了 Ni Ti形状记忆合金弹簧在电热作用下的动态回复变形速度和电阻的特性曲线。结果表明 ,电流是影响 SMA弹簧电热驱动性能的主要因素 ,通过选择合适的电流可控制 SMA弹簧的回复变形过程。

平面柔顺四杆机构的驱动特性分析

基于伪刚体模型法,分析研究了平面柔顺机构的驱动特性问题。以平面柔顺四杆机构为研究对象,建立其伪刚体模型。通过对该模型的动力学分析,得到了一种柔顺机构驱动力矩计算的新方法。算式表明柔顺机构的驱动特性与机构中柔性铰链之间存在着内在关系。根据算例分析结果可知,通过改变柔性铰链的刚度以及各柔性铰链未变形时的初始位置能减小机构的最大驱动力矩。

端部起爆下空腔装药对离散杆驱动特性的影响研究

研究端部起爆下不同空腔直径装药的爆轰输出特性及对杆条驱动特性的影响。采用非线性动力学软件LSDYNA,运用流固耦合算法,对不同空腔直径装药下离散杆的爆轰驱动过程进行数值模拟,分析空腔直径大小对爆轰产物压力分布、离散杆速度与微元速度分布以及离散杆变形的影响。仿真结果表明,随着空腔直径的增大,空腔内稀疏效应逐渐增强,使得爆轰输出压力沿轴向趋同;杆条速度随空腔直径的增大非线性减小,杆条微元速度梯度逐渐减小;空腔直径越大,杆条平直度越好,而杆条平直度与杆条速度呈反向变化规律,因此离散杆的最优作用效果要综合权衡飞散速度与平直度。

仿袋鼠柔性跳跃机器人的驱动力特性研究

依据袋鼠生物体的运动结构和跳跃运动特点,利用扭转弹簧模拟其关节柔性和肌肉的储能作用,提出仿袋鼠柔性跳跃机器人的伪刚体机构模型。应用凯恩法建立仿袋鼠跳跃机器人的动力学方程。基于MATLAB6.5,结合实例对机器人的运动和驱动力特性进行了仿真分析。分析结果表明:利用柔性机构可降低仿生跳跃机器人跳跃运动所需关节驱动力和能量消耗,同时也揭示了袋鼠跳跃运动快而耗能低的规律。

气动人工肌肉驱动特性实验研究

该文设计了气动人工肌肉驱动特性实验台的计算机辅助测试系统。此实验系统可以对气动人工肌肉的内部气压、张力及其收缩量进行精确的测量与控制 ,实验表明此实验台操作简单 ,实验数据准确。利用该实验台 ,进行了气动人工肌肉驱动特性的实验 ,分析了人工肌肉

带式输送机多滚筒驱动特性的研究

介绍了多滚筒驱动带式输送机电动机的驱动力矩、驱动功率和起动速度特性的工业实验研究 ,确定了多滚筒变频驱动的最佳控制特性。

独轮车机器人驱动关节特性的分析及实验研究

为了研究独轮车机器人驱动关节的特性,针对一台3驱动独轮车机器人样机,采用多种方法对其关节驱动电机的电流跟踪响应(正弦电流、指数衰减电流、阶跃电流)、速度跟踪响应(正弦速度、指数衰减速度)、力矩系数辨识以及车体俯仰平衡控制进行了实验和分析。研究结果表明,驱动关节对不同电流和速度曲线的跟踪响应在时域上存在一定滞后,但在幅值和频率上体现了良好的动态性能,且关节驱动电机的电流与关节的输出力矩具有较好的线性关系(τi=2.47I)。利用该关系并引入了基于部分反馈线性化设计的PD控制器即可达到一定的俯仰平衡控制效果。本研究明确独轮车机器人驱动关节特性对系统平衡控制的意义,可为独轮车机器人的其他平衡运动提供理论参考。