超磁致伸缩致动器非线性动力学的分数阶时滞反馈控制

1

作者 闫洪波 付鑫 +3 位作者 汪建新 于均成 马庆振 杨伯军 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期632-644,共13页

设计了一种分数阶时滞反馈控制器,用于控制单自由度的超磁致伸缩致动器(GMA)的非线性动态响应。考虑到预压碟形弹簧机构引入的几何非线性因素影响,建立了GMA系统的非线性数学模型。利用平均法求解系统在含分数阶时滞反馈控制策略下主共... 设计了一种分数阶时滞反馈控制器,用于控制单自由度的超磁致伸缩致动器(GMA)的非线性动态响应。考虑到预压碟形弹簧机构引入的几何非线性因素影响,建立了GMA系统的非线性数学模型。利用平均法求解系统在含分数阶时滞反馈控制策略下主共振的幅频响应方程,根据Routh-Hurwitz准则得到系统的稳定性条件。通过数值模拟研究GMA系统中关键结构参数对幅频响应特性的影响,以及主共振峰值和系统稳定性随每个时滞反馈参数变化的特性规律;通过分岔图和Lyapunov指数图得到外激励幅值对系统混沌运动的影响;最后调节时滞反馈增益和分数阶次抑制系统的混沌运动。结果表明,时滞反馈增益和分数阶次能够有效抑制系统的主共振峰值和不稳定区域,可以将系统响应从混沌运动调整为稳定的周期运动,提高系统的稳定性。 展开更多

关键词 几何非线性 超磁致伸缩致动器 混沌 时滞反馈 稳定性

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基于因素趋势法的GMA磁场研究和仿真分析 被引量：1

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作者 闫洪波 马庆振 +2 位作者 汪建新 于均成 付鑫 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期88-93,共6页

为增强超磁致伸缩驱动器(GMA)输出特性,提高超磁致伸缩材料(GMM)棒在磁场下的磁致伸缩性能,根据安培环路定律、基尔霍夫定律、磁通的连续性定律建立GMA磁路模型,推导出GMM棒中心线磁场强度和均匀率与GMA内各结构参数的关系式。在Ansys M... 为增强超磁致伸缩驱动器(GMA)输出特性,提高超磁致伸缩材料(GMM)棒在磁场下的磁致伸缩性能,根据安培环路定律、基尔霍夫定律、磁通的连续性定律建立GMA磁路模型,推导出GMM棒中心线磁场强度和均匀率与GMA内各结构参数的关系式。在Ansys Maxwell中建立简化的二维平面模型,依据L_(25)(5^(5))正交试验仿真分析,做极差分析、绘制因素趋势图、回归分析和规划求解,得出GMA内各结构参数对最大磁场强度和均匀率的影响。结果表明:GMM棒几何参数、GMA组件材料属性、线圈匝数和电流参数在工程设计约束下,影响GMM棒最大磁场强度和均匀率的主要因素为导磁片半径、导磁片厚度和驱动线圈长度。在多因素多目标决策,采用目标规划法,得到GMA最大磁场强度为40.22 kA/m,均匀率为95.17%。 展开更多

关键词 超磁致伸缩驱动器 磁路 因素趋势法 多因素多目标决策

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分数阶阻尼GMA系统主共振振动特性研究

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作者 闫洪波 付鑫 +2 位作者 汪建新 于均成 曹蕊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第5期65-68,共4页

为更精确表达超磁致伸缩致动器(GMA)的动力学特性,研究了含分数阶阻尼的GMA磁滞非线性系统的受迫振动。利用分数阶微积分描述GMA磁滞非线性系统的阻尼力,建立具有分数阶阻尼的GMA动力学方程;利用平均法得到GMA系统的近似解析解,对含有... 为更精确表达超磁致伸缩致动器(GMA)的动力学特性,研究了含分数阶阻尼的GMA磁滞非线性系统的受迫振动。利用分数阶微积分描述GMA磁滞非线性系统的阻尼力,建立具有分数阶阻尼的GMA动力学方程;利用平均法得到GMA系统的近似解析解,对含有分数阶阻尼的GMA系统进行主共振分析,得到系统稳定时的条件和幅频响应方程。使用MATLAB软件分析分数阶阻尼力对系统动力学的影响,对系统主共振幅频响应的解析解与数值解进行比较,发现两者符合程度较高;详细分析分数阶阻尼对GMA磁滞非线性系统主共振幅频响应的影响,相比于整数阶系统得到更为丰富的非线性现象,对控制和预测系统的输出响应具有重要意义。 展开更多

关键词 分数阶微分 超磁致伸缩致动器 动力学方程 主共振 平均法

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隔振与能量收集双功能超磁致伸缩驱动器性能仿真分析 被引量：2

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作者 闫洪波 曹蕊 +2 位作者 汪建新 于均成 付鑫 《磁性材料及器件》 CAS CSCD 2021年第6期73-77,共5页

基于超磁致伸缩材料具有抗压能力强、机电耦合系数高、响应速度快等优点,将超磁致伸缩驱动器简化为弹簧-阻尼-质量系统并应用于隔振系统中,通过理论计算推导出力传递系数,仿真发现该系统在外激励频率高于141 Hz时具有隔振作用。在此隔... 基于超磁致伸缩材料具有抗压能力强、机电耦合系数高、响应速度快等优点,将超磁致伸缩驱动器简化为弹簧-阻尼-质量系统并应用于隔振系统中,通过理论计算推导出力传递系数,仿真发现该系统在外激励频率高于141 Hz时具有隔振作用。在此隔振系统的基础上,通过法拉第电磁感应定律研究系统的振动能量回收问题,结果表明,外激励力的大小与频率、系统质量、驱动器的线圈匝数、超磁致伸缩棒的长度和直径对能量收集效果具有一定的影响,最后通过正交试验发现在超磁致伸缩棒长度和横截面积比值较小时系统会产生较大的感应电动势,对具有隔振和能量收集双功能超磁致伸缩驱动器的研究优化具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 超磁致伸缩驱动器 隔振 能量收集 仿真分析

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基于分数阶阻尼的超磁致伸缩致动器非线性动力学研究 被引量：1

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作者 闫洪波 付鑫 +1 位作者 汪建新 于均成 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第23期151-163,共13页

为进一步揭示超磁致伸缩致动器(Giant magnetostrictive actuator,GMA)系统非线性运动过程中的内在机理和动力学特征,基于分数阶微积分理论,将GMA动力学系统模型拓展至分数阶,建立含有分数阶阻尼的非线性GMA系统动力学方程,基于平均法... 为进一步揭示超磁致伸缩致动器(Giant magnetostrictive actuator,GMA)系统非线性运动过程中的内在机理和动力学特征,基于分数阶微积分理论,将GMA动力学系统模型拓展至分数阶,建立含有分数阶阻尼的非线性GMA系统动力学方程,基于平均法分析系统主共振,得到系统的幅频响应方程;使用幂级数方法求解系统的数值解,通过Matlab数值模拟分析不同激励幅值和阻尼阶次对GMA系统的影响机理,从定性和定量的角度研究系统的分岔和混沌运动现象。结果表明:激励幅值和阻尼阶次对系统的幅频特性有显著影响;阻尼阶次对系统的分岔和混沌行为影响较大;不同阻尼阶次下由激励幅值变化引起系统的动力学行为相似但混沌区域不同。该研究有助于更好地了解GMA系统动力学特性,对工程实践中控制GMA系统稳定运行提供新的视角。 展开更多

关键词 超磁致伸缩致动器 分数阶微积分 分岔 混沌特性 定性和定量分析

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超磁致伸缩换能器能量回收非线性拓频仿真分析

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作者 闫洪波 曹蕊 +2 位作者 汪建新 于均成 付鑫 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第12期42-46,共5页

为拓宽超磁致伸缩换能器能量回收装置的频带宽度,通过分析换能器工作原理,基于牛顿第二定律建立系统动力学方程,应用多尺度法求解得到幅频响应方程,仿真发现三次刚度系数的影响使换能器的输出具有一定的非线性特性。在非线性特性基础上... 为拓宽超磁致伸缩换能器能量回收装置的频带宽度,通过分析换能器工作原理,基于牛顿第二定律建立系统动力学方程,应用多尺度法求解得到幅频响应方程,仿真发现三次刚度系数的影响使换能器的输出具有一定的非线性特性。在非线性特性基础上建立能量回收理论模型,研究设计参数对能量回收频带宽度和感应电压幅值的影响得知:与线性系统相比,软式非线性系统可以使有效带宽增加40%,但感应电压峰值有所降低;硬式非线性系统可使有效带宽增加42%,同时感应电压峰值也可增加28%;预应力对能量回收效果的影响较小;系统的能量回收效果随着阻尼系数的增大而减小;线性刚度不仅能够改变系统的频带宽度和感应电压峰值,也可以调整能量回收的频带范围。 展开更多

关键词 超磁致伸缩换能器 能量回收 非线性 拓频 仿真

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副肿瘤综合征七例分析

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作者 于均成 金萍萍 《中国厂矿医学》 2003年第1期77-78,共2页

副肿瘤综合征可在恶性肿瘤的各期出现,对恶性肿瘤的早期诊断有重要的临床意义,现报道笔者所见的7例:

关键词 副肿瘤综合征 诊断 误诊 脑萎缩 小脑病变

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西比灵与太极通天液合用治疗偏头痛临床观察

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作者 于均成 王凤艳 《实用中西医结合临床》 2003年第1期22-23,共2页

关键词 偏头痛 西比灵 太极通天液

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超磁致伸缩换能器能量回收非线性拓频研究

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作者 闫洪波 曹蕊 +2 位作者 汪建新 于均成 付鑫 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期21-26,共6页

为拓宽能量回收的有效频带范围,提高能量回收率,分析超磁致伸缩换能器工作原理,基于牛顿第二定律建立系统动力学方程,用多尺度法得到系统的幅频响应方程。结果表明:仿真发现系统的输出呈硬式非线性特性;在此基础上建立能量回收理论模型... 为拓宽能量回收的有效频带范围,提高能量回收率,分析超磁致伸缩换能器工作原理,基于牛顿第二定律建立系统动力学方程,用多尺度法得到系统的幅频响应方程。结果表明:仿真发现系统的输出呈硬式非线性特性;在此基础上建立能量回收理论模型,分析负载电阻感应电压大于0.2 V的有效频带宽度得出,与线性系统相比,非线性系统能使系统的有效带宽拓宽约54%,感应电压峰值增大约26%;为进一步调整系统的有效频带范围,为非线性系统引入加速度时滞反馈控制,仿真通过调整控制增益和时滞可调整系统有效频带范围。 展开更多

关键词 超磁致伸缩换能器 能量回收 非线性 拓频

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西比灵与天舒胶囊合用治疗紧张性头痛的疗效观察 被引量：10

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作者 姜理云 于均成 《实用神经疾病杂志》 2004年第6期79-79,共1页

我们自2000～2004年3月采用西比灵与天舒胶囊治疗紧张型头痛(TH)120例,取得较好效果.现报告如下.

关键词 天舒胶囊 西比灵 合用治疗 紧张性头痛 疗效观察 紧张型头痛 效果

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静滴丹奥和金纳多治疗TIA的对照研究

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作者 于均成 金萍萍 《河南实用神经疾病杂志》 2002年第3期60-60,共1页

关键词 静脉滴注 短暂性脑缺血 丹奥 金纳多 治疗 TLA 对照研究

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