杨斌强
- 作品数：11 被引量：51H指数：5
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- 相关领域：电气工程机械工程电子电信更多>>
- 宽频压电振动能量采集器的分布参数模型与实验被引量：7
- 2017年
- 为解决无线传感网络节点自供电问题,提出了一种带有弹性支撑与放大的宽频压电振动能量采集器。利用Hamilton原理和Raleigh-Ritz方法,并考虑悬臂梁末端质量块的影响,建立了压电能量采集器的分布参数机电耦合模型;数值分析了能量采集器质量比、刚度比和阻尼比等参数对系统振动特性、输出特性的影响;研制了实验原理样机,搭建了实验测试平台,验证了数学模型的正确性。研究结果表明,分布参数模型比集总参数模型具有更高的预测精度。
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- 关键词：两自由度分布参数模型宽频带
- 能量回馈型超声波电机定子振动特性有限元分析与特性测试被引量：1
- 2017年
- 提出一种集精密驱动和振动能量采集于一体的新型多功能压电振动电机——能量回馈型超声波电机,设计了电机夹心式内锥面压电定子,建立了电机压电定子的有限元模型,仿真分析定子振动特性和能量采集输出特性;研制电机原理样机,并对电机进行阻抗和能量采集特性测试与分析。研究结果为工作在极端封闭环境中的微型机器人系统提供一种集驱动与供电一体化的机电器件。
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- 关键词：超声波电机有限元方法
- T型直线超声波电动机的运行机理及其特性分析被引量：7
- 2017年
- 提出了一种新型T型直线超声波电动机,利用PZT d31模式激发压电双晶悬臂梁产生纵向振动,并通过驱动足与滑条间的摩擦作用带动滑条作直线运动。研究了电动机结构和运行机理,采用有限元方法对T型直线超声波电动机定子进行了建模和分析;利用冲量定理和力平衡原理建立电动机定子和滑条接触面力传递模型,仿真分析了不同预压力作用下电动机的速度-推力输出特性,实验验证了仿真分析结构的正确性。实验结果表明,在激励电压幅值Vpp为200 V和激励频率为23.75 k Hz作用下,电动机在预压力为50 N时的空载直线速度达到250 mm·s-1,在预压力为200 N时的最大推力达到7.6 N。
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- 关键词：直线超声波电动机
- 能量回馈型超声波电动机的结构设计与特性分析
- 2016年
- 为解决极端封闭环境中微机器人检测精密驱动及其电子设备自供电问题,提出了一种具有振动能量采集功能的超声波电动机。电机定子由两组压电陶瓷和金属基体构成锥面夹心结构,一组压电陶瓷利用逆压电效应将电能转换成机械振动能,实现电机的精密驱动与定位;另一组压电陶瓷利用正压电效应将定子机械振动能采集转换成电能,实现对电子器件自供电。对电机定子结构和压电陶瓷极化分区模式进行了设计,利用有限元分析软件建立了电机定子结构有限元机电耦合模型,仿真分析了电机振动模态、谐响应、输入导纳特性、能量采集转换特性和阻抗匹配特性等。研究结果为实现基于压电转换的驱动和能量采集一体化机电产品提供理论基础。
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- 关键词：超声波电动机有限元
- 基于弹性支撑与放大的宽频压电振动能量采集器模型与实验研究被引量：3
- 2016年
- 针对刚性支撑压电振动能量采集器工作频带窄、采集效率低等问题,提出了一种基于弹性支撑与放大的宽频压电振动能量采集器。利用有限元方法建立了宽频压电振动能量采集器的机电耦合模型,通过Ansys软件仿真分析了能量采集器结构参数对其频域输出特性的影响;根据力学和电学平衡方法建立了宽频压电振动能量采集器的集总参数机电耦合运动微分方程,利用4-5阶龙格库塔算法对方程进行了时域求解,仿真分析了能量采集器在不同结构参数下的振动位移、速度、输出电压和功率等性能。研制了弹性支撑和放大的宽频压电振动能量采集器原理样机,建立了样机系统实验平台,并对理论研究结果进行了实验验证,结果表明本文所提的宽频压电振动能量采集器具有工作频带宽、输出性能高等优点,适合为微电子器件进行供电。
- 李萧均王光庆杨斌强
- 关键词：有限元分析宽频带
- 能量回馈型超声波电动机驱动与能量采集电路设计
- 2016年
- 针对能量回馈型超声波电机既具有精密驱动功能,又具有振动能量采集功能的要求,设计了基于TMS320LF2407的能量回馈型超声波电机驱动与能量采集电路,分析了电路的各个组成模块,并对电路硬件进行了设计与仿真;研制了电路硬件系统,搭建了电路测试平台,对电路进行了测试分析。研究结果表明:设计的驱动电路能够满足超声波电机的驱动要求,能量采集电路具有较好的采集回收功能,为在能量供应不足的场合实现超声波电机的持续应用提供了一种可行的解决方案。
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- 关键词：驱动电路采集电路
- 宽频压电能量采集器及其接口电路的设计与实验研究
- 无线传感技术快速发展,传统的电化学电池供电逐渐暴露出使用寿命短、污染环境和需定期更换等缺陷。压电振动能量采集器供电具有可持续、环保、服务周期长等优点,能够取代电化学电池,成为研究热点。但是由于环境中的振动是随机的,压电振...
- 杨斌强
- 关键词：宽频
- 文献传递
- 非线性宽频压电振动能量采集器的研究被引量：18
- 2016年
- 为改善双稳态压电振动能量采集器在基础低幅值激励条件下的输出性能,提出了一种带有线性放大器的非线性宽频压电振动能量采集器,通过线性放大器对基础低幅值激励进行一级放大后,激发双稳态压电振动能量采集器进入高能轨道的大幅值周期振动,从而提高能量采集器的输出性能。根据力学和电学平衡方法建立了非线性宽频压电振动能量采集器的两自由度集总参数模型和运动微分方程,并对系统模型进行时域和频域求解,仿真分析了系统质量比、刚度比等参数对系统输出特性(振动位移、速度、相图和输出电压等)的影响。最后,通过与双稳态压电振动能量采集器输出性能的实验结果对比分析,表明非线性宽频压电振动能量采集器在较小的激励幅值作用下具有更高的输出特性和更宽的工作频带。
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- 关键词：线性放大器非线性模型两自由度宽频带
- 能量回馈型超声波电动机振动能量采集系统分析被引量：2
- 2017年
- 针对能量回馈型超声波电动机振动能量采集系统,建立了其等效电路模型,给出了系统能量流图,分析了不同接口拓扑电路下的系统能量组成,建立了系统电荷-电压轨迹图,定量分析系统采集能量、损耗能量以及提取能量,数值分析了拓扑电路整流电压系数、二极管导通压降、电压翻转系数及机电耦合系数等对采集能量、损耗能量及提取能量的影响,试验验证了数值分析结果的正确性。研究结果表明机电耦合系数越大、开关电路电压翻转系数和二极管导通压降越小,越有利于提高能量采集系统的输出性能。
- 王光庆徐文潭杨斌强
- 关键词：超声波电动机接口电路
- 非线性压电振动能量采集器的振动特性与实验研究被引量：8
- 2015年
- 为了提高线性压电振动能量采集器的输出特性,在线性压电振动能量采集器悬臂梁末端引入Duffing非线性磁力,构造了一种双稳态非线性压电振动能量采集器;综合考虑能量采集器的动态振型与轴向应变分布情况,建立了系统非线性机电耦合集总参数运动控制模型,并利用4阶、5阶Runge-Kutta算法对能量采集器的非线性振动特性进行了数值模拟;利用谐波平衡法计算获得了能量采集器的幅频响应方程,数值分析了激励频率、激励幅值以及磁铁间距等对系统非线性振动特性的影响,发现双稳态运动可以极大地提高能量采集器的频率响应范围和能量采集效率,并且能量采集器在低频、低幅值激励情况下可以产生大幅值周期运动;最后,通过实验对数值计算结果进行了验证。
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