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考虑趋肤效应的磁致伸缩位移传感器输出特性
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作者 肖墨 吴钦木 《电子科技》 2025年第1期1-5,共5页
针对磁致伸缩位移传感器检测精度偏低的问题,文中提出了一种考虑趋肤效应的磁致伸缩位移传感器输出电压计算模型。在阐述磁致伸缩位移传感器工作原理的基础上分析了趋肤深度的影响,并考虑在威德曼效应和压磁效应的作用下进行理论分析。... 针对磁致伸缩位移传感器检测精度偏低的问题,文中提出了一种考虑趋肤效应的磁致伸缩位移传感器输出电压计算模型。在阐述磁致伸缩位移传感器工作原理的基础上分析了趋肤深度的影响,并考虑在威德曼效应和压磁效应的作用下进行理论分析。通过激励脉冲信号作用在波导丝上产生的趋肤深度,对激励脉冲电流在不同频率下作用在波导丝时与磁致伸缩位移传感器输出电压的关系进行仿真。采用搭建的实验平台进行验证,得出了激励脉冲电流频率的最佳参数值。仿真实验验证了考虑趋肤效应作用下磁致伸缩位移传感器输出电压模型的正确性,进一步提高了磁致伸缩位移传感器的检测精度并丰富了其数学模型。 展开更多
关键词 趋肤效应 趋肤深度 磁致伸缩 激励脉冲 传感器 周向磁场 数学模型 回波 干扰波
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超磁致伸缩换能器的非线性特性 被引量:8
2
作者 袁惠群 李鹤 +1 位作者 周硕 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期404-407,共4页
建立了超磁致伸缩换能器的等效动力学模型 ,应用Green函数得到了换能器的固有频率值 ,导出了超磁致伸缩换能器非线性振动响应的近似解析式·通过数值模拟 ,发现了超磁致伸缩换能器振动系统具有复杂的分叉和混沌行为·
关键词 超磁致伸缩能器 非线性 分叉 混沌 等效动力学模型
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超磁致伸缩致动器的数学模型和控制技术 被引量:7
3
作者 王博文 曹淑瑛 +1 位作者 黄文美 孙英 《河北工业大学学报》 CAS 北大核心 2013年第1期6-13,共8页
采用超磁致伸缩材料Terfenol-D可以研制出推进力大、量程大、纳米级分辨率的超磁致伸缩致动器,在超精密加工、精密定位、机器人以及微型机电系统等领域有着广阔的应用前景.本文对超磁致伸缩材料的磁化机理、超磁致伸缩致动器的非线性模... 采用超磁致伸缩材料Terfenol-D可以研制出推进力大、量程大、纳米级分辨率的超磁致伸缩致动器,在超精密加工、精密定位、机器人以及微型机电系统等领域有着广阔的应用前景.本文对超磁致伸缩材料的磁化机理、超磁致伸缩致动器的非线性模型、控制技术及精密位移控制系统作了较为详细的评述,并指出了超磁致伸缩致动器的模型与控制技术的发展趋势. 展开更多
关键词 超磁致伸缩 磁化机制 数学模型 磁滞非线性 控制技术
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磁致伸缩换能器振子及其性能分析 被引量:3
4
作者 顾煜炯 周兆英 姚健 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期98-103,共6页
基于等截面细棒纵振动的振速方程及其通解,推出了棒型磁致伸缩换能器振子的频率方程,分析了其振速和应力分布、前后振速比等性能参数,讨论了在最佳阻抗匹配条件下换能器振子的设计问题,最后给出了一典型实例。
关键词 磁致伸缩 换能器 振子 性能 应力 振速
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Terfenol棒的磁致伸缩等效电路 被引量:3
5
作者 贺西平 李斌 孙进才 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期82-86,共5页
在推导Terfenol磁致伸缩棒工作的等效电路时,考虑了与其一道构成闭合磁路的外部材料。研究表明:外部磁路材料在等效电路中的作用相当于在电路两端并联一个电感,选择高磁导率的材料作为外部磁路材料,可忽略它带来的电感影响... 在推导Terfenol磁致伸缩棒工作的等效电路时,考虑了与其一道构成闭合磁路的外部材料。研究表明:外部磁路材料在等效电路中的作用相当于在电路两端并联一个电感,选择高磁导率的材料作为外部磁路材料,可忽略它带来的电感影响,有利于减小漏磁损耗。 展开更多
关键词 Terfenol棒 磁致伸缩换能器 等效电路 换能器
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基于GMM的轨道无线传感网络能量收集装置研究 被引量:2
6
作者 孟爱华 蒋孙权 +1 位作者 刘帆 张梅 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1748-1752,共5页
随着轨道无线传感器网络技术的推广,改善无线传感器的供电问题显的刻不容缓。研究一种基于超磁致伸缩材料(GMM)的轨道振动能量收集器,将收集器安装于钢轨与轨道板之间,收集钢轨的振动能。建立车辆轨道垂向耦合模型,将钢轨垂向位移和支... 随着轨道无线传感器网络技术的推广,改善无线传感器的供电问题显的刻不容缓。研究一种基于超磁致伸缩材料(GMM)的轨道振动能量收集器,将收集器安装于钢轨与轨道板之间,收集钢轨的振动能。建立车辆轨道垂向耦合模型,将钢轨垂向位移和支反力作为能量收集器的激振源。利用超磁致伸缩材料的维拉里效应,将振动能转换为电能。经过MATLAB理论分析,能量收集器大致能收集到能量大约237.158 4 J。收集的电能足以解决无线传感器的供电问题。 展开更多
关键词 能量收集 轨道垂向振动 数值分析 磁致伸缩 维拉里效应
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考虑非线性滞后的大功率超磁致伸缩换能器场路耦合瞬态模型
7
作者 李湖胜 高兵 +2 位作者 赵能桐 何志兴 罗安 《电工技术学报》 北大核心 2025年第19期6180-6191,共12页
大功率超磁致伸缩电声换能器具有能量密度高、输出力大等优越性能,在主动声呐探测、资源探测等领域广泛应用,构建其瞬态模型是装备优化设计的关键。但因超磁致伸缩换能器具有电-磁-机-声多场耦合的特点,其输出呈现复杂的非线性动态滞后... 大功率超磁致伸缩电声换能器具有能量密度高、输出力大等优越性能,在主动声呐探测、资源探测等领域广泛应用,构建其瞬态模型是装备优化设计的关键。但因超磁致伸缩换能器具有电-磁-机-声多场耦合的特点,其输出呈现复杂的非线性动态滞后行为,且现有模型难以描述换能器的非线性瞬态特性。因此,该文在考虑超磁致伸缩材料非线性磁滞的基础上,提出能快速准确表征换能器瞬态特性的“场-路”耦合模型构建方法。基于“模块化”建模思想,构建计及非线性滞后影响的电-磁-机等效电路子模块和机-声瞬态场子模块,以表征换能器的电流-位移动态滞后响应和瞬态声压特性。最后,研制谐振频率为500 Hz、最大声源级大于206 dB的换能器样机,并进行了实验测试,结果表明:模型在400~600 Hz范围内声源级最大误差仅为4.34%,能够有效刻画换能器的瞬态电-声输出特性和发射电流响应等特性。 展开更多
关键词 超磁致伸缩换能器 非线性滞后 瞬态特性 场路耦合 有限元法
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超磁致伸缩执行器应力耦合磁化模型及求逆算法 被引量:2
8
作者 贾振元 王晓煜 王福吉 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期377-381,385,共6页
超磁致伸缩执行器在其工作过程中易受环境影响,尤其在精密定位与进给应用中,执行器最易受外部应力的影响。将工作在压应力影响下的超磁致伸缩执行器作为研究对象,引用均质能量场模型和磁机耦合理论,利用磁机耦合理论中求取的平均磁化强... 超磁致伸缩执行器在其工作过程中易受环境影响,尤其在精密定位与进给应用中,执行器最易受外部应力的影响。将工作在压应力影响下的超磁致伸缩执行器作为研究对象,引用均质能量场模型和磁机耦合理论,利用磁机耦合理论中求取的平均磁化强度作为均质能量场模型中的磁滞算子,并引入应力对均质能量场模型中矫顽场密度函数及交互场密度函数的影响,提出了超磁致伸缩执行器应力耦合磁化模型。对模型进行了离散化处理,并根据离散模型给出了求逆算法。对执行器在受0、10、20、100MPa压应力下进行了仿真,计算且图示了求逆算法与模型的误差,仿真结果证明了模型和求逆算法的有效性。 展开更多
关键词 磁化模型 磁机效应 超磁致伸缩执行器 系统仿真
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超磁致伸缩换能器驱动器设计 被引量:2
9
作者 张伟 刘铁鑫 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2007年第B08期102-105,共4页
稀土超磁致伸缩换能器是一种新型的可控震源。本论文针对稀土超磁致伸缩换能器并结合浅层地震勘探的特点,研制了稀土超磁致伸缩换能器驱动器。该驱动器由计算机PCI总线FPGA信号发射卡、IGBT驱动器、IGBT逆变器及电源组成。由该驱动器和... 稀土超磁致伸缩换能器是一种新型的可控震源。本论文针对稀土超磁致伸缩换能器并结合浅层地震勘探的特点,研制了稀土超磁致伸缩换能器驱动器。该驱动器由计算机PCI总线FPGA信号发射卡、IGBT驱动器、IGBT逆变器及电源组成。由该驱动器和稀土超磁致伸缩换能器组成震源系统,将其应用于浅层地震勘探模型试验中,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 稀土超磁致伸缩换能器 驱动器 浅层地震勘探 IGBT逆变器 PCI信号发射卡
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固定调节时间AGC方法的研究及FPGA实现 被引量:4
10
作者 丁丹 孙华燕 《装备指挥技术学院学报》 2009年第6期87-90,共4页
针对传统自动增益控制(automatic gain control,AGC)环路的调节时间随输入信号幅度减小而增长的缺点,改进传统AGC环路并进行对数域分析,推导其时间常数,提出一种固定时间常数、易于数字化硬件实现的方法,进行了AGC环路的Matlab仿真和... 针对传统自动增益控制(automatic gain control,AGC)环路的调节时间随输入信号幅度减小而增长的缺点,改进传统AGC环路并进行对数域分析,推导其时间常数,提出一种固定时间常数、易于数字化硬件实现的方法,进行了AGC环路的Matlab仿真和包络检波、对数运算以及环路滤波模块的现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现。仿真和实现结果均表明:改进AGC的调节时间不受输入信号幅度的影响,能显著提高无线通信系统的频带利用率。 展开更多
关键词 自动增益控制 调节时间 包络检波器 环路滤波器
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多棒结构磁致伸缩换能器的磁场研究 被引量:1
11
作者 李亚芳 王博文 黄文美 《河北工业大学学报》 CAS 2019年第4期1-7,共7页
基于换能器的不同应用背景,设计了2台换能器样机,分别为应用于高频的双棒结构换能器样机和应用于微米级抛光的四棒结构换能器样机。基于Maxwell方程组,应用有限元方法对两台多棒结构换能器样机进行了磁场分析,确定了最佳磁路结构。研究... 基于换能器的不同应用背景,设计了2台换能器样机,分别为应用于高频的双棒结构换能器样机和应用于微米级抛光的四棒结构换能器样机。基于Maxwell方程组,应用有限元方法对两台多棒结构换能器样机进行了磁场分析,确定了最佳磁路结构。研究发现,在6 000 Hz频率和2 A励磁电流下,驱动线圈串联的双棒结构换能器的平均磁通密度为0.879 T。与其他磁路结构相比,它的磁通密度更高且更均匀,适用于高频换能器。对四棒结构换能器进行不同激励条件下的磁场分析,结果可知A棒和C棒的磁通密度相位相差180°,B棒和D棒的磁通密度相位也相差180°,磁通密度峰值均为0.45 T。4个磁致伸缩材料棒之间形成闭合回路,漏磁较小,具有三维位移输出,此磁路结构适用于微米级抛光的换能器。 展开更多
关键词 磁致伸缩换能器 多棒结构 磁场分析 磁路优化 结构设计
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轴向磁场分布对磁致伸缩驱动器磁滞特性的影响 被引量:1
12
作者 卢全国 周敏 +1 位作者 舒亮 陈定方 《磁性材料及器件》 北大核心 2013年第6期5-9,共5页
稀土超磁致伸缩材料(GMM)具有磁滞非线性,严重影响超磁致伸缩致动器(GMA)的控制精度。为探讨轴向磁场分布对GMA磁滞特性的影响,确定了通过改变驱动线圈形状的方法来获得GMA不同的轴向磁场分布。基于材料自由能磁滞模型,建立了GMA磁滞非... 稀土超磁致伸缩材料(GMM)具有磁滞非线性,严重影响超磁致伸缩致动器(GMA)的控制精度。为探讨轴向磁场分布对GMA磁滞特性的影响,确定了通过改变驱动线圈形状的方法来获得GMA不同的轴向磁场分布。基于材料自由能磁滞模型,建立了GMA磁滞非线性耦合模型,并给出了GMA磁滞回线计算方法。分析了四种典型形状的驱动线圈所对应的GMA的磁滞特性,结果表明轴向磁场分布对GMA磁滞特性具有重要影响,其中阶梯型和凹型线圈对应的GMA的最大磁滞较小。 展开更多
关键词 超磁致伸缩致动器 轴向磁场分布 磁滞特性 磁-机耦合模型
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超磁致伸缩致动器系统时滞模型辨识与控制 被引量:2
13
作者 李冬伟 杨朝舒 +1 位作者 何忠波 荣策 《磁性材料及器件》 CAS 2016年第6期18-23,共6页
针对超磁致伸缩致动器模型建立和精确位移控制存在的不足,推导了超磁致伸缩致动器系统带有时滞特性的线性化模型,把Levy法和遗传算法相结合,对推导的模型进行了辨识,通过开环实验验证了模型的准确性和稳定性;针对致动器系统准静态控制,... 针对超磁致伸缩致动器模型建立和精确位移控制存在的不足,推导了超磁致伸缩致动器系统带有时滞特性的线性化模型,把Levy法和遗传算法相结合,对推导的模型进行了辨识,通过开环实验验证了模型的准确性和稳定性;针对致动器系统准静态控制,提出了一种基于单纯形法的PID控制参数两步整定法。实验结果表明,利用该方法设计的PID控制器相对于传统PID控制,系统的超调量降低了17.69%,调节时间缩短了4ms,验证了控制器的精度和稳定性。 展开更多
关键词 超磁致伸缩致动器 系统辨识 Levy法 时滞 单纯形法 控制
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圆柱磁致伸缩棒在交变磁场中的力学行为研究 被引量:1
14
作者 薛淼 温利军 汪建新 《机床与液压》 北大核心 2008年第1期75-77,共3页
以设计的超磁致伸缩换能器的实物模型为基础,建立了换能器的轴对称的有限元模型,对主要在磁—机耦合场作用下,其中的超磁致伸缩棒在交变磁场中的力学行为进行有限元分析,从而为超磁致伸缩换能器的深入研究提供了依据。
关键词 超磁致伸缩材料 换能器 有限元分析 磁-机耦合场 力学行为
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超磁致伸缩致动器输出位移仿真分析 被引量:4
15
作者 李冬伟 杨朝舒 +1 位作者 赵正龙 辛周 《磁性材料及器件》 CAS 2015年第1期1-5,共5页
基于超磁致伸缩材料设计致动器,仿真分析了线圈匝数、质量等参数对致动器动态输出位移的影响。建立了致动器位移的单自由度线性系统模型,并求解了系统传递函数;利用MATLAB软件的step函数得到了各参量变化时系统的单位阶跃响应,据此分析... 基于超磁致伸缩材料设计致动器,仿真分析了线圈匝数、质量等参数对致动器动态输出位移的影响。建立了致动器位移的单自由度线性系统模型,并求解了系统传递函数;利用MATLAB软件的step函数得到了各参量变化时系统的单位阶跃响应,据此分析了各参量对系统上升时间、稳态值等性能参数的影响。结果表明:增大线圈匝数和减小负载刚度有利于增大系统的稳态响应,减小质量和增大超磁致伸缩棒刚度有利于缩短系统响应时间,适度增大系统阻尼有利于减小系统超调量。研究结果对超磁致伸缩材料致动器的设计具有一定指导意义。 展开更多
关键词 超磁致伸缩致动器 仿真分析 位移 单位阶跃响应
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超磁致伸缩换能器的研制 被引量:2
16
作者 叶娅 黄红 《自动化与仪器仪表》 1999年第3期33-35,共3页
0引言磁致伸缩效应是焦耳于1842年发现的。_1842年人们开始利用磁致伸缩材料制作水声换能器并投入使用。然而因其应变很小,耦合困难故一直无法使用到岩体的探测之中。近年来,人们在探索一种新型的高机电转换效率、大应变的磁致伸缩... 0引言磁致伸缩效应是焦耳于1842年发现的。_1842年人们开始利用磁致伸缩材料制作水声换能器并投入使用。然而因其应变很小,耦合困难故一直无法使用到岩体的探测之中。近年来,人们在探索一种新型的高机电转换效率、大应变的磁致伸缩材料,在超磁致伸缩材料的方面已获得?.. 展开更多
关键词 换能器 磁致伸缩 超磁致伸缩 研制
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稀土超磁致伸缩换能器的实验研究 被引量:2
17
作者 李成英 陈雯秋 《辽宁工学院学报》 2002年第2期26-28,68,共4页
分析了超磁致伸缩材料静、动态特性 ,对自行设计的超磁致伸缩大功率换能器进行了试验研究 ,该装置具有功率大、适用频带宽。
关键词 实验研究 超磁致伸缩 换能器 静态特性 动态特性
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磁致伸缩换能器辐射板活塞振动幅值的近似计算 被引量:1
18
作者 汪建新 孙建平 《内蒙古科技大学学报》 CAS 2006年第3期246-248,共3页
以柱形磁致伸缩换能器为对象,建立了其辐射板在驱动力作用下的运动模型,给出了一阶解析解,并与实验结果进行了比较.结果表明,对一阶振动,该解析解具有足够精度,可方便应用于换能器辐射板的动力学设计.Approximately computed piston vib... 以柱形磁致伸缩换能器为对象,建立了其辐射板在驱动力作用下的运动模型,给出了一阶解析解,并与实验结果进行了比较.结果表明,对一阶振动,该解析解具有足够精度,可方便应用于换能器辐射板的动力学设计.Approximately computed piston vibration of circular eradiationplate of columned magnetostricative 展开更多
关键词 磁致伸缩换能器 模型研究 圆板振动
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超磁致伸缩薄膜微机械变形镜驱动器的研究
19
作者 赵泽宇 侯德胜 +1 位作者 谌贵辉 张万里 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期151-155,共5页
分析了微机械变形镜MEMS驱动器的种类及其特点,并在磁致伸缩薄膜具有低磁场下的大形变、低功耗、高响应速度等特性基础上,提出了超磁致伸缩薄膜MEMS驱动器的原理.由于TbFe磁致伸缩薄膜在外加磁场作用下,微桥将在水平方向上产生伸长变形... 分析了微机械变形镜MEMS驱动器的种类及其特点,并在磁致伸缩薄膜具有低磁场下的大形变、低功耗、高响应速度等特性基础上,提出了超磁致伸缩薄膜MEMS驱动器的原理.由于TbFe磁致伸缩薄膜在外加磁场作用下,微桥将在水平方向上产生伸长变形,从而引起微桥在垂直方向上发生位移.根据这一原理,设计了一种用于微机械变形镜MEMS驱动器的超磁致伸缩薄膜驱动结构,同时提出制作磁致伸缩薄膜连续式微机械变形镜的工艺流程. 展开更多
关键词 超磁致伸缩薄膜 微机电系统 微机械变形镜 驱动器 微桥
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负反馈放大电路的Multisim仿真分析与设计 被引量:1
20
作者 罗厚军 《岳阳职业技术学院学报》 2011年第4期87-90,共4页
放大电路引入负反馈,能有效改善电路性能。本文通过Multisim2001软件,对负反馈放大电路进行了静态和动态的仿真运行,分析输出电压失真的原因,并阐述性能改善的原理。为使电路获得最佳性能,通过对比,分析反馈元件不同参量对反馈性能的影... 放大电路引入负反馈,能有效改善电路性能。本文通过Multisim2001软件,对负反馈放大电路进行了静态和动态的仿真运行,分析输出电压失真的原因,并阐述性能改善的原理。为使电路获得最佳性能,通过对比,分析反馈元件不同参量对反馈性能的影响,验证了在低频线性放大电路中,只有引入合适的反馈量才能使电路获得理想的效果。 展开更多
关键词 负反馈 仿真 分析 性能改善
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