航空航天智能材料与智能结构研究进展

智能材料作为新兴多功能材料,能够实现结构功能化、功能多样化。智能结构是在结构中集成智能材料作为传感器和驱动器,使结构除了具有承载、传力、连接等功能外,还具有自感知、自诊断、自驱动、自修复等能力,以更好地适应外界环境的变化,可显著提升航空航天架构的性能。目前智能材料与智能结构已成为航空航天架构减重增效研究的重点。根据国内外智能材料和结构的研究进展,综述了压电材料、铁磁材料、形状记忆材料、智能复合材料等智能材料的发展;讨论了智能结构的研究及应用前景,包括自诊断智能结构、自修复智能结构和减振降噪智能结构;最后,指出了智能材料与结构当前面临的一些挑战性问题,展望了其在航空航天领域的应用前景。     

可动点波束天线步进电动机细分驱动器设计

为满足可动点波束天线控制精度要求,文章设计了可变细分的步进电动机驱动器。可变细分由单片机控制,采用H型驱动桥作为功放开关器件。该驱动器具有抗干扰能力强、低频运行稳定等特点。     

压电式压力传感器的动态校准

通常对压电式压力传感器进行静态校准是有困难的。主要原因是放大器输入级的时间常数不够大,产生的电荷易被漏掉,因而输出电压不能保持在常值上。本文叙述了一种压力校准装置,用它可对压电式压力传感器的灵敏度进行绝对法和比较法校准。该装置能在5～10ms的时间内爆发出1高达1MPa的阶跃脉冲压力。压力传感器及其测量系统对此阶跃脉冲压力的响应,用微处理机处理,可自动给出压力灵敏度、响应曲线及其有关参数。校准精度约为1％。     

一种新型正弦压力发生器

介绍了一种利用压电叠堆激励管道内液体介质发生谐振产生正弦压力的发生装置.与其它正弦压力发生器相比,本装置压力源的激励方式新颖,工作频率较高,所产生的正弦压力波的幅值较大,失真度较小.     

美国推动直升机旋翼智能化研究

长期以来，振动、噪声以及效率低下等问题，严重地限制了直升机的应用范围。不过，随着人们对智能化直升机旋翼技术研究的不断深入，以上这些问题将可能得到明显改观。过去10年间，NASA、DARPA、美国陆军以及波音公司一直致力于智能材料作动旋翼技术（SMART）的研究工作，其中涵盖了压电材料研究。压电材料在电场中发生极化时会发生变形，使用了压电材料的SMART旋翼很有可能像人类肌肉那样，     

超临界环境下煤油和UDMH单滴燃烧现象

采用重活塞实验系统,对煤油和UDMH在超临界环境下的蒸发和燃烧现象进行了初步研究,结果表明:无论液态或者凝胶燃料,在超临界环境下均存在蒸发现象。在空气超临界环境下,煤油和UDMH均产生自燃现象。自燃呈现多点着火现象,类似于"森林火灾"模式,且持续时间较长。燃烧大致可分为蒸发、点火、燃烧前期和燃烧后期4个阶段。     

PI controller relay auto-tuning using delay and phase margin in PMSM drives

This paper presents an auto-tuning method for a proportion plus integral（PI） controller for permanent magnet synchronous motor（PMSM） drives, which is supposed to be embedded in electro-mechanical actuator（EMA） control module in aircraft. The method, based on a relay feedback with variable delay time, explores different critical points of the system frequency response.The Nyquist points of the plant can then be derived from the delay time and filter time constant.The coefficients of the PI controller can then be obtained by calculation while shifting the Nyquist point to a specific position to obtain the required phase margin. The major advantage of the autotuning method is that it can provide a series of tuning results for different system bandwidths and damping ratios, corresponding to the specification for delay time and phase margin. Simulation and experimental results for the PMSM controller verify the performance of both the current loop and the speed loop auto-tuning.     

粘贴压电层功能梯度材料Euler梁热屈曲前自由振动的半解析数值法

研究上下表面粘贴压电层的功能梯度材料Euler梁在升温及电场作用下的振动行为。在精确考虑轴线伸长基础上,建立压电功能梯度Euler层合梁在热-电-机械载荷作用下的几何非线性动力学控制方程。其中,假设功能梯度的材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化,压电层为各向同性均匀材料。把问题线性化,利用打靶法,获得在均匀电场和横向非均匀升温场内两端固定和两端简支Euler梁在热屈曲前自由振动特性的半解析数值解。由于材料在横向的非均匀性,即使在均匀升温和均匀电场作用下,梁内仍然会产生拉-弯耦合效应,对梁的自振频率也有一定的影响。     

采用遗传算法的压电传感器和激励器的电极形式设计

分布式传感器和激励器能够有效地用于平板的振动控制。通过对由聚偏二氟乙烯（ＰＶＤＦ）材料膜构成的电极结构形式的优化，能够实现二维的压电转换器。包括ＰＶＤＦ传感器和激励器在内的组合结构建模采用了有限元法，用ＰＶＤＦ的各向异性来改变压电转换器的层压角。平板整个表面的电极结构形式是由板上每个电极的状态来决定的。激励器的设计基于这样的准则；在给定初始条件下，使得控制模式部分的能量最小；而传感器的设计原则是使     

SMART STRUCTURES USING PIEZOELEMENTS FOR ACTIVE VIBRATION AND NOISE SUPPRESSION IN AVIATION AND AEROSPACE

具有减振降噪功能的压电智能结构是智能材料与结构的一个重要分支。在航空航天领域存在一些典型结构，如飞机机舱、空间站、卫星太阳能帆板和通讯天线以及直升机旋翼等，其振动与辐射噪声造成很多不利影响。为了研究这些结构的振动与噪声控制方法，制作了几个实验模型如大型薄壁复合材料圆桶、柔性梁、钢架及旋翼系统模型，通过压电传感器、驱动器布置数量和位置的优化，采用不同的控制算法，在基于个人计算机的测控平台上进行了振动控制实验，取得了明显的减振降噪效果。