H形直线超声电机振子的结构分析及模态优化 被引量：5

1

作者 张健 王笑竹 +2 位作者 何勍 周港 刘红光 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第25期183-190,共8页

在纵、弯复合模态直线超声电机的基础上,提出并试制了一种新型的直线超声电机。通过解析法确定振子两侧直梁的长度和厚度范围;完成了H形振子的结构设计,确定了振子的柔性支撑方案。利用ANSYS软件对H形压电振子进行了优化设计。根据优化... 在纵、弯复合模态直线超声电机的基础上,提出并试制了一种新型的直线超声电机。通过解析法确定振子两侧直梁的长度和厚度范围;完成了H形振子的结构设计,确定了振子的柔性支撑方案。利用ANSYS软件对H形压电振子进行了优化设计。根据优化设计结果,试制了原理样机。实验结果表明:振子的实测谐振频率与有限元计算结果有一定的偏差。实测的频率比有限元计算值要低,其原因是在测试时,振子的边界条件与有限元计算时相比发生了变化。 展开更多

关键词 直线超声电机 H形压电振子 有限元分析 复合模态 优化设计

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H形直线超声波电动机的研究 被引量：3

2

作者 何勍 张玉如 王宏祥 《微特电机》 北大核心 2009年第9期4-6,共3页

在纵弯复合模态直线超声波电动机的基础上提出一种H形直线超声波电动机,该电机基于H形压电振子两侧金属直梁的一阶伸缩振动模态和三阶面内弯曲振动模态的叠加,在四个驱动足驱动下交替实现力的输出,通过改变两个工作模态相位差来实现速... 在纵弯复合模态直线超声波电动机的基础上提出一种H形直线超声波电动机,该电机基于H形压电振子两侧金属直梁的一阶伸缩振动模态和三阶面内弯曲振动模态的叠加,在四个驱动足驱动下交替实现力的输出,通过改变两个工作模态相位差来实现速度控制及正、反方向驱动。利用有限元数值方法对振子进行了模态优化设计,确定了振子的结构参数,并加工制作了原理样机,对样机的输出特性进行了实验研究。该模型样机在驱动频率为30.70 kHz时,动子最大速度为230 mm/s,单侧驱动力为0.47 N。 展开更多

关键词 直线超声波电动机 H形压电振子 柔性铰链 复合模态

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弯扭复合模态超声电机振子的优化设计 被引量：3

3

作者 符宝鼎 李治辰 王宏祥 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第1期110-113,共4页

针对目前超声电机振子主要采用纵振或弯振复合而较少采用扭曲振动的形式,该文设计了一种弯扭复合模态的超声电机振子,该振子的振动模态由一阶扭转振动模态和二阶弯曲振动模态耦合而成。采用有限元法对二阶弯曲振动模态和一阶扭转振动模... 针对目前超声电机振子主要采用纵振或弯振复合而较少采用扭曲振动的形式,该文设计了一种弯扭复合模态的超声电机振子,该振子的振动模态由一阶扭转振动模态和二阶弯曲振动模态耦合而成。采用有限元法对二阶弯曲振动模态和一阶扭转振动模态固有频率在不同振子尺寸参数下的规律进行分析,并将这些规律拟合为两个多维函数的基础上,以提高二阶弯曲振动模态和一阶扭转振动模态固有频率一致性为目标,采用最速下降法对振子结构进行优化设计。实验结果表明,优化设计后振子的二阶弯曲和一阶扭转振动固有频率一致性较优化前有明显提高。 展开更多

关键词 复合模态 超声电机 振子 弯曲振动 扭转振动

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纵扭型超声电机的实验研究 被引量：1

4

作者 鹿存跃 李洁 +2 位作者 赵淳生 周铁英 陈宇 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期851-854,共4页

为提高纵扭型超声电机工作的稳定性,利用超声电机驱动实验平台和一台直径45mm的纵扭型超声电机,研究了预压力和驱动信号的变化对电机性能的影响。结果显示,预压力、两相驱动信号的幅值、频率和相位差等因素的变化会引起电机定子纵、扭... 为提高纵扭型超声电机工作的稳定性,利用超声电机驱动实验平台和一台直径45mm的纵扭型超声电机,研究了预压力和驱动信号的变化对电机性能的影响。结果显示,预压力、两相驱动信号的幅值、频率和相位差等因素的变化会引起电机定子纵、扭振动相位差的变化,进一步引起电机转速和转矩的变化,使得电机不能稳定工作。通过对这些现象进行分析,认为将纵、扭共振频率调整得尽量一致,并采用调相调速有利于电机稳定工作。 展开更多

关键词 超声电机 压电电机 压电陶瓷 复合模态 实验

原文传递

超声电机的激励方法及应用研究

5

作者 牛瑞坤 《金陵科技学院学报》 2021年第3期53-59,共7页

对超声电机激励方法开展研究,有利于电机结构的优化与性能的提升。研究得出,增大压电陶瓷的厚度,或减小压电陶瓷的激励面积,可以获取更大的机电耦合效率。动态电阻和动态电容变小可以降低电机内部的机械损耗,提高机械品质因子。将接触... 对超声电机激励方法开展研究,有利于电机结构的优化与性能的提升。研究得出,增大压电陶瓷的厚度,或减小压电陶瓷的激励面积,可以获取更大的机电耦合效率。动态电阻和动态电容变小可以降低电机内部的机械损耗,提高机械品质因子。将接触刚度、介电损耗和机电耦合系数均考虑在内进行计算,设计出性能更佳的超声电机。通过应用分析可知,改善定子振动模态和结构尺寸,能够提高定子有效机电耦合系数,有利于降低电机的电源功耗,提高电机效率。 展开更多

关键词 复合模态 超声电机 压电材料 等效电路

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“工字形”直线超声电机的结构设计与模态分析

6

作者 张健 王笑竹 +1 位作者 何勍 荆珂 《微电机》 北大核心 2020年第12期29-33,38,共6页

为了提高直线超声电机的输出性能,研制了纵弯复合模态“工字形”直线超声电机,对“工字形”弹性体的几种复合振动模态及其驱动方案进行了分析,确定了振子的工作模态。完成了“工字形”振子的结构设计,利用Ansys软件对“工字形”压电振... 为了提高直线超声电机的输出性能,研制了纵弯复合模态“工字形”直线超声电机,对“工字形”弹性体的几种复合振动模态及其驱动方案进行了分析,确定了振子的工作模态。完成了“工字形”振子的结构设计,利用Ansys软件对“工字形”压电振子进行了优化设计,确定了定子各结构参数。纵向伸缩振动模态固有频率和弯曲振动模态固有频率分别为33.07kHz和33.08kHz,频率差8Hz。根据优化设计结果,试制了原理样机。对样机的输出性能进行了实验研究。实验结果表明:当驱动频率为31.10 kHz,激励电压峰峰值为250V时,电机动子Vmax为240mm/s;驱动力Fmax为0.5N。 展开更多

关键词 直线超声电机 “工字形”压电振子 复合模态 优化设计

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U型变截面薄板面内复合模态驱动的直线超声电机 被引量：10

7

作者 贺红林 何文丛 刘文光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第18期65-71,共7页

提出一种U型变截面薄板结构驱动的压电直线超声电机,选定U板两纵杆的一阶反对称纵振和二阶对称弯振为工作模态。阐释了电机驱动机理,推导了定子驱动端椭圆运动轨迹;基于纵、弯工作模态频率一致性模型,优化了电机结构尺寸;通过谐响应分... 提出一种U型变截面薄板结构驱动的压电直线超声电机,选定U板两纵杆的一阶反对称纵振和二阶对称弯振为工作模态。阐释了电机驱动机理,推导了定子驱动端椭圆运动轨迹;基于纵、弯工作模态频率一致性模型,优化了电机结构尺寸;通过谐响应分析及激光测振试验,证实了定子工作模态的存在及其纯正性;设计出电机装配结构,制作出其原型样机;构建电机驱动控制平台,驱动电机运转,验证电机原理的可行性。通过速度特性试验发现:当驱动频率为78.11 kHz且电压幅值为240 V时,电机最大运动速度可达125.6 mm/s。 展开更多

关键词 直线超声电机 U型定子 变截面驱动板 纵弯复合模态 驱动机理

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贴片式纵弯复合型直线超声电机的理论建模与实验研究 被引量：6

8

作者 王鑫 王亮 +2 位作者 于鹏鹏 冯浩人 金家楣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期5014-5024,共11页

为了满足狭窄空间的精密驱动与控制需求,提出一种结构简单、紧凑、体积小、重量轻的贴片式纵弯复合型直线超声电机。通过两相电信号激励电机定子产生纵弯复合模态,并在驱动足处耦合出椭圆轨迹,从而经摩擦作用驱动动子实现电机的双向运... 为了满足狭窄空间的精密驱动与控制需求,提出一种结构简单、紧凑、体积小、重量轻的贴片式纵弯复合型直线超声电机。通过两相电信号激励电机定子产生纵弯复合模态,并在驱动足处耦合出椭圆轨迹,从而经摩擦作用驱动动子实现电机的双向运动。首先,采用传递矩阵法建立定子系统机电耦合模型以分析定子的动力学特性,并对定子结构尺寸进行优化设计。其次,加工并装配定子的原理样机,通过测振实验验证了理论模型的正确性。最后,搭建实验平台并对电机原理样机进行了机械输出性能测试,结果表明:在峰峰值200V驱动电压下,电机原理样机在左右2个方向上的最佳驱动频率分别为35.6kHz和35.7kHz,对应的最大空载速度分别为486mm/s和551mm/s,最大推力为0.4 N;在峰峰500V驱动电压下,电机原理样机在左右2个方向上的最大推力分别为0.48N和0.46N。 展开更多

关键词 直线超声电机 压电振子 摩擦驱动 纵弯复合模态 传递矩阵法

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DC-DC Boost变换器系统的复合模态振荡分析 被引量：1

9

作者 张云 王聪 +2 位作者 王小荣 张绍华 张宏立 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期57-65,112,共10页

以DC-DC Boost变换器系统为研究对象,引入参数激励和外部激励,建立参外联合激励多尺度耦合动力学模型。当系统表现为严格共振关系时,且参数、外部激励频率与系统固有频率存在量级差时,把两激励项转化为单一周期激励项的函数形式,将此作... 以DC-DC Boost变换器系统为研究对象,引入参数激励和外部激励,建立参外联合激励多尺度耦合动力学模型。当系统表现为严格共振关系时,且参数、外部激励频率与系统固有频率存在量级差时,把两激励项转化为单一周期激励项的函数形式,将此作为慢变参数,得到广义自治快子系统。主要探究了三种典型激励频率比下系统的复合模态振荡行为,借助单参数和双参数分岔图、复杂度谱熵图、转换相图等,分析了“非对称式光滑Fold-非光滑Fold型”、“周期性对称式非光滑Fold-Fold型”等复合模态振荡的产生机理和非光滑动力学行为特性。特别地,系统在不同频率比下的运行轨线结构,穿越非光滑分界面次数,簇发分岔点等均有所变化,从而导致含不同涡卷数的复合模态振荡。该研究为相关耦合电路的簇发振荡研究提供了理论基础及辅助分析模型。 展开更多

关键词 DC-DC Boost变换器 参外联合激励 分岔机理 复合模态振荡

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一种纵弯复合模态直线超声电机的研究 被引量：1

10

作者 杨芷威 何勍 《微电机》 2023年第2期31-34,70,共5页

本文提出了一种纵弯复合模态超声电机,通过两相电信号激励电机振子产生一阶伸缩及三阶弯曲模态,在驱动足处耦合出椭圆轨迹,并利用摩擦力驱使动子运动。利用有限元软件优选出压电振子基体的结构尺寸、两模态振型及两模态频率差并设计制... 本文提出了一种纵弯复合模态超声电机,通过两相电信号激励电机振子产生一阶伸缩及三阶弯曲模态,在驱动足处耦合出椭圆轨迹,并利用摩擦力驱使动子运动。利用有限元软件优选出压电振子基体的结构尺寸、两模态振型及两模态频率差并设计制作原理样机,对原理样机的振动特性及输出性能进行了测试。在240 V峰峰值驱动电压时,原理样机的最佳驱动频率为36.783 kHz,对应的最大空载速度为21.66 mm/s,最大推力0.12 N。 展开更多

关键词 直线超声电机 纵弯复合模态 中空振子 频率差调整 单驱动足

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新型柱孔式模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统

11

作者 林基艳 林书玉 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第4期667-673,共7页

为了改善基于螺旋槽结构和斜槽结构的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统存在的结构复杂、扭转分量较小等问题,论文提出了基于新型柱孔式复合变幅杆的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统,并利用有限元法和数据分析对其进行了仿真分... 为了改善基于螺旋槽结构和斜槽结构的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统存在的结构复杂、扭转分量较小等问题,论文提出了基于新型柱孔式复合变幅杆的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统,并利用有限元法和数据分析对其进行了仿真分析。结果表明,引入新型柱孔式复合变幅杆的系统的输出端面的剪切应力、旋转角度得到了大幅提升,能够有效地提高纵-扭振动的转换效率。 展开更多

关键词 螺旋槽结构 斜槽结构 模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统 新型柱孔式复合变幅杆

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不同激励频率比下复合模态振荡的结构特性分析 被引量：3

12

作者 张晓芳 吴磊 毕勤胜 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期666-674,共9页

研究多频激励下不同激励频率比时快慢耦合系统的各种复合模态振荡的动力特性及其产生机制.以广义BVP(Bonhoffer-van der Pol)耦合电路为例,通过引入两个电压源控制的电路模块,建立了具有双周期激励的五阶动力模型.选定适当的参数,使得... 研究多频激励下不同激励频率比时快慢耦合系统的各种复合模态振荡的动力特性及其产生机制.以广义BVP(Bonhoffer-van der Pol)耦合电路为例,通过引入两个电压源控制的电路模块,建立了具有双周期激励的五阶动力模型.选定适当的参数,使得两个激励频率均远小于系统的固有频率,以此考察不同激励频率比下系统的快慢动力学行为.将两个外激励项转化为一个慢变量表达形式,从而将系统分为快慢耦合两子系统.分析了快子系统的平衡点及其分岔条件,探讨了不同激励频率比对复合模态振荡结构的影响,得出系统可能产生原点中心对称,轴对称和非对称的复合模态振荡.给出了系统在6组激励频率下的不同复合模态振荡行为,并进一步揭示了其相应的产生机理. 展开更多

关键词 复合模态振荡 双激励 分岔 频率比

原文传递

模态复合命题与复合模态命题间真值关系考察

13

作者 徐阳春 《上饶师范学院学报》 2002年第1期50-52,共3页

本文通过构造一个逻辑关系示意图 ,重点刻画了模态联言命题、模态选言命题与联言模态命题、选言模态命题之间所存的四个等值式、四个矛盾式和三十二个蕴涵式 ,这些等值式、矛盾式和蕴涵式都与人们的实际思维密切联系 ,均可借助自然语言... 本文通过构造一个逻辑关系示意图 ,重点刻画了模态联言命题、模态选言命题与联言模态命题、选言模态命题之间所存的四个等值式、四个矛盾式和三十二个蕴涵式 ,这些等值式、矛盾式和蕴涵式都与人们的实际思维密切联系 ,均可借助自然语言的实例得到直观理解 。 展开更多

关键词 逻辑学 模态复合命题 复合模态命题 真值关系 模态联言命题 模态选言命题

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基于梳状扇形孔周期性结构的纵-扭复合模态超声振动系统 被引量：2

14

作者 林基艳 林书玉 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第5期567-573,共7页

纵-扭超声振动系统可以提高加工效率与精度、增加表面强度,因而日益受到青睐,但是现有的纵-扭振动系统存在扭转分量较小,转化效率低等问题,基于此,论文对基于周期性结构的复合模态超声振动系统进行了研究,通过有限元仿真对复合模态周期... 纵-扭超声振动系统可以提高加工效率与精度、增加表面强度,因而日益受到青睐,但是现有的纵-扭振动系统存在扭转分量较小,转化效率低等问题,基于此,论文对基于周期性结构的复合模态超声振动系统进行了研究,通过有限元仿真对复合模态周期性结构换能器的振动模态、谐振频率等特性进行分析验证。研究结果表明,两维梳状扇形孔周期和斜槽结构,可以增大纵、扭振振幅,位移旋度和剪切应力以及法向应力等,从而提高纵-扭转化能力。 展开更多

关键词 纵-扭复合模态 周期性结构 斜槽 谐振频率 有限元仿真

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周期性扇形孔结构对斜槽型纵扭复合模态超声振动系统性能的影响

15

作者 林基艳 林书玉 钟兴华 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第5期688-698,共11页

为了解决基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统存在的扭转分量较小、纵扭转化效率较低的问题,论文对基于周期性扇形孔和斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统进行了研究,主要仿真分析了扇形孔结构参数对基于斜槽... 为了解决基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统存在的扭转分量较小、纵扭转化效率较低的问题,论文对基于周期性扇形孔和斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统进行了研究,主要仿真分析了扇形孔结构参数对基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统谐振频率、扭转振幅、旋转角度和剪切应力的影响规律,并找到使系统获得最佳纵扭转换效率的扇形孔结构参数,且求解出扇形孔结构的引入对系统性能的改善幅度。 展开更多

关键词 斜槽型纵扭复合模态超声振动系统 周期性扇形孔结构 扭转振幅 旋转角度 剪切应力

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非线性非平稳波浪极短期预测的复合优化模型 被引量：2

16

作者 张茴栋 张德康 史宏达 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期509-515,共7页

海浪的时间序列一般具有非线性和非平稳性,针对直接对其进行预测精度较差,本文利用复合模型对波浪进行了预测。利用长短期记忆神经网络模型的非线性学习能力和经验模态分解的非平稳数据处理能力,采用镜像对称和长短期记忆算法联合消除... 海浪的时间序列一般具有非线性和非平稳性,针对直接对其进行预测精度较差,本文利用复合模型对波浪进行了预测。利用长短期记忆神经网络模型的非线性学习能力和经验模态分解的非平稳数据处理能力,采用镜像对称和长短期记忆算法联合消除经验模态分解端点效应,建立了一种用于不规则波极短期预测的复合经验模态分解-长短期记忆模型。研究表明:通过比较分析水槽试验获得的一般不规则波、线性聚焦波和非线性畸形波的预测效果,结果揭示出经验模态分解端点效应对模型预测精度具有负面影响,本文基于自适应镜像延拓的复合经验模态分解-长短期记忆模型可以更好地预测极短期非线性、非平稳波浪时序的变化趋势。 展开更多

关键词 波浪极短期预测 水槽试验 非线性与非平稳性 经验模态分解 端点效应 自适应镜像延拓 复合经验模态分解-长短期记忆模型

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