基于单隐层神经网络的压电执行器非线性特征建模策略研究

研究了压电致动器的几种主要非线性特征的联合建模方案,其中包括迟滞、蠕变和温度漂移.提出了一个利用NARM AX模型的级联单隐层前馈神经网络以消除迟滞的影响,利用信息标准和误差缩减比算法确定对模型误差影响最大的几项回归因子作为网络的输入节点.实验表明,利用多网络泛化和正则化策略,网络在测试数据上的绝对误差可以下降到不高于±0.1 μm;通过将运行时间、温度传感器测量值和激励电压频率三项数据加入输入节点,可补偿蠕变和温度漂移导致的非线性因素,将最终在测试集上的绝对误差限制在±0.01 μm之内,且对于不同的激励电压频率具有良好的泛化能力.本文的研究成果对于多非线性耦合的压电执行器建模有一定的借鉴意义.     

评估法兰结构螺栓松动的改进损伤指标研究

基于压电阻抗法的采用统计学参数作为损伤指标评估螺栓松动的方法有着广泛的应用，然而采用该方法的试验对象多数为实验室条件下的板等结构，并非真实结构。因此，针对真实的法兰结构，这些损伤指标是否适用、是否需要改进仍需进一步研究。通过实验，得出不同损伤指标与法兰结构螺栓松动之间的规律:螺栓松动的程度越大位置越近，均方根偏差（RMSD）、平均绝对百分比偏差（MAPD）、相关系数差（CCD）的值越大，而指标R_y/R_x因无显著规律不适合作为评估法兰结构螺栓松动的损伤指标。通过对比结果发现:结构差异对前3个损伤指标均有不同程度的影响，改进后的损伤指标均方根变化率（RMSCR）只与法兰结构螺栓松动的位置和程度有关，受结构差异影响小。因此，RMSCR具有重要实践意义:当任一压电片损坏时只需更换为同型号的压电片即可，无需更新损伤指标库。通过实验验证了上述结果的正确性与基于RMSCR的法兰结构螺栓松动检测方法的适用性。      

蠕动式压电驱动微小型电火花加工装置的电极驱动方

针对蠕动式压电驱动微小型电火花加工装置提出了一种新颖的细分蠕动式的电极直接驱动方法和小幅振动式进给方式,使电极进给频率由原来的50Hz提高到250Hz,从而使加工效率大大提高.     

压电智能板结构的有限元建模及静态形状控制

采用一种新的具有电自由度的薄板弯曲单元，建立了用压电陶瓷作驱动器和传感器的受弯板结构的有限元静态模型。并给出了几种简单模型，研究压电元件的驱动效应及对板结构的形状控制。     

星间光通信中压电偏转系统控制算法研究

针对星间光通信中压电偏转系统通道间强耦合和系统状态量无法得到的问题，提出了分散式李亚普诺夫自适应控制系统。该系统采用分散式控制技术，引入非线性和参数漂移误差项，使通道间耦合作用动力学模型更加精确，增加自适应反馈和自适应前馈控制项，以提高控制自适应性和跟踪精度，并结合李亚普诺夫稳定性理论确定各自适应参数以保证系统的稳定性。仿真结果表明了该控制器可有效提高跟踪精度，抑制通道间耦合和卫星平台振动，从而证明了本文所提出控制方案的有效性和可靠性。     

压电陶瓷短圆柱耦合振动的研究

 压电陶瓷圆柱振子的振动问题,由于厚向振动和径向振动之间的耦合作用,使问题变得非常复杂。迄今为止,许多研究者在这方面所做的工作,大体上可分为两类:一类是从各向同性圆柱体振动的近似解出发,求解压电陶瓷圆柱振子的振动问题;另一类是从压电陶瓷圆柱振子的压电本构方程组和运动方程组出发,利用数学上的伴随算子法计算其数值解。这两种方法不仅运算过程都相当复杂,而且都不能直观地反映出压电振子的物理参数的影响。     

跨声速风洞模型主动减振系统试验研究

为解决跨声速风洞测力试验模型的俯仰振动问题,研制了一套主动减振系统。该系统利用了模型/天平/支杆系统的响应特性,采用主动控制方法,以天平信号作为输入,采用速度负反馈,使用安装在支杆后端主动接头内的压电陶瓷作动器来抑制模型振动。地面试验结果表明,主动减振系统使模型/天平/支杆系统的俯仰一、二阶阻尼比分别提高20.8倍和12.8倍。风洞试验结果显示,法向力和俯仰力矩振动幅度分别下降71.0%和57.5%,风洞试验结果还表明主动减振系统对气动系数的影响相对较小。主动减振系统在多个模型的风洞试验中也得到验证,显示出良好的减振性能和模型适应性。     

浅表裂痕对压电陶瓷振子工作性能的影响

压电陶瓷振子是应用相当广泛的电子无件,本文分析了逆电效应下携有表面浅裂痕扭转振子,得到了裂痕前缘的奇异电位移场和应力场的解析结果。并着重讨论了裂痕前缘电荷奇异增强对压电元件工作性能的影响。指出了提高压电元件表面加工精度的重要意义。     

智能结构的梁有限元模型

本文详细阐述了含压电传感器和执行器的智能结构梁单元模型的建立过程，并以双压电晶片悬臂梁为例，检验了所提模型的精度。