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MSMA传感器的数学模型研究
1
作者 鲁军 付新鹏 +1 位作者 张宏旺 张怀治 《工业控制计算机》 2024年第8期77-79,82,共4页
MSMA传感器是一种将压力信号转化为感应电压信号的传感器。由于传感器的输入和输出之间呈现较为复杂的非线性关系,所以为了更好地实现传感器的应用,需要对其数学模型进行深入研究。根据传感器的实际结构,会进一步增加数学模型的复杂程度... MSMA传感器是一种将压力信号转化为感应电压信号的传感器。由于传感器的输入和输出之间呈现较为复杂的非线性关系,所以为了更好地实现传感器的应用,需要对其数学模型进行深入研究。根据传感器的实际结构,会进一步增加数学模型的复杂程度,进而会增加参数辨识的难度。根据机理法建立了一种将宏观模型和微观模型相结合的数学模型,并通过非线性权重粒子群算法对模型的未知参数进行辨识。最后将传感器数学模型计算出的电压与实验测量出的感应电压进行比较,进而验证了数学模型的正确性与准确性。 展开更多
关键词 msma传感器 数学模型 非线性权重粒子群算法 参数辨识
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基于小波分析的MSMA振动传感器信号处理与故障检测 被引量：19
2
作者 鲁军 李侠 +3 位作者 王重马 于庆洋 高琳 吴立天 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期354-360,共7页
基于磁控形状记忆合金(MSMA)逆特性制作的振动传感器,其输出的感应电压存在较大的干扰,需要对感应信号进行数字滤波以提取有效数据。本文在小波分析滤波原理基础上,采用db5小波数字滤波算法,将不同频段的感应电压信号进行软阈值滤波,并... 基于磁控形状记忆合金(MSMA)逆特性制作的振动传感器,其输出的感应电压存在较大的干扰,需要对感应信号进行数字滤波以提取有效数据。本文在小波分析滤波原理基础上,采用db5小波数字滤波算法,将不同频段的感应电压信号进行软阈值滤波,并通过小波分解MSMA振动传感器的感应信号进行故障检测。由信号处理结果可以看出小波分析具有理想的滤波效果,可用于MSMA振动传感器的信号处理与故障检测。 展开更多
关键词 msma 振动传感器 感应电压 小波分析 故障检测
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基于MSMA逆特性的振动传感器理论及实验 被引量：10
3
作者 鲁军 李敏 王凤翔 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期233-238,共6页
磁控形状记忆合金(MSMA)不仅具有受磁场控制的电磁一机械正特性,而且具有在机械外力作用下引发材料自身磁化强度发生变化的机械-电磁逆特性,利用此特性,可进行新型振动传感器的研究。本文基于MSMA材料的逆特性,研究MSMA振动传感器在不... 磁控形状记忆合金(MSMA)不仅具有受磁场控制的电磁一机械正特性,而且具有在机械外力作用下引发材料自身磁化强度发生变化的机械-电磁逆特性,利用此特性,可进行新型振动传感器的研究。本文基于MSMA材料的逆特性,研究MSMA振动传感器在不同偏置条件及不同频率、幅值激振力作用下的输出特性;从MSMA磁路模型和应力应变关系入手,建立振动传感器的输出特性与输入信号之间的数学模型。通过传感器输出电压实验值与计算值的比较,验证了传感器模型的正确性,为MSMA振动传感器优化设计奠定了理论和技术基础。 展开更多
关键词 msma 逆特性 振动传感器 感应电压 模型
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基于HFLANN的MSMA传感器动态模型参数识别 被引量：4
4
作者 涂福泉 吕杰 +2 位作者 庄羽航 胡升谋 王云学 《自动化与仪表》 2017年第1期20-23,29,共5页
由于磁控形状记忆合金MSMA存在固有迟滞非线性现象,严重影响传感器的测量精度。为了消除MSMA的迟滞非线性带来的负面影响,运用了一种迟滞函数链接型人工神经网络HFLANN来识别MSMA传感器动态模型参数。识别结果表明,HFLANN可以应用于MSM... 由于磁控形状记忆合金MSMA存在固有迟滞非线性现象,严重影响传感器的测量精度。为了消除MSMA的迟滞非线性带来的负面影响,运用了一种迟滞函数链接型人工神经网络HFLANN来识别MSMA传感器动态模型参数。识别结果表明,HFLANN可以应用于MSMA传感器动态模型,应用HFLANN识别的MSMA传感器输出感应电压与实验输出感应电压十分吻合,验证了该方法可应用于MSMA传感器动态建模,为MSMA传感器优化设计和预测控制奠定了良好基础。 展开更多
关键词 磁控形状记忆合金 传感器 迟滞函数链接型人工神经网络 识别 感应电压
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MSMA传感器多参数变化时特性研究 被引量：4
5
作者 鲁军 于庆洋 苏超锋 《电气工程学报》 2017年第8期16-20,41,共6页
磁控形状记忆合金(MSMA)在磁场作用下产生形变,施加外部激振力时会引发材料本身磁感应强度变化,进而表现为电信号变化。本文基于该特性设计和制作了MSMA传感器样机,并搭建了实验系统,建立了基于马氏体变体体积分数变化的感应电压模型,... 磁控形状记忆合金(MSMA)在磁场作用下产生形变,施加外部激振力时会引发材料本身磁感应强度变化,进而表现为电信号变化。本文基于该特性设计和制作了MSMA传感器样机,并搭建了实验系统,建立了基于马氏体变体体积分数变化的感应电压模型,研究了偏置磁场、预压力和激振力(幅值和频率)多参数变化时的MSMA传感器输出特性。通过传感器实验值与计算值的比较,验证了多个参数变化时传感器模型的通用性和正确性,为MSMA传感器在复杂条件下的应用奠定了理论和技术基础。 展开更多
关键词 msma 传感器 多参数 模型 感应电压
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MSMA传感器的优化设计及试验特性研究 被引量：5
6
作者 鲁军 李园君 常强 《电气工程学报》 CSCD 2021年第1期42-47,共6页
基于磁控形状记忆合金(Magnetically controlled shape memory alloy,MSMA)的逆效应原理,研制了一种以MSMA材料为核心器件,能够将机械力转换为电磁信号的传感器。结合磁路设计的基本原理以及ANSYS有限元分析软件,以增大气隙的磁感应强... 基于磁控形状记忆合金(Magnetically controlled shape memory alloy,MSMA)的逆效应原理,研制了一种以MSMA材料为核心器件,能够将机械力转换为电磁信号的传感器。结合磁路设计的基本原理以及ANSYS有限元分析软件,以增大气隙的磁感应强度及感应电压值,减小励磁功率为优化目标,选取永磁体型号、永磁体厚度、聚磁头长度和气隙长度为优化变量,实现对传感器结构的优化设计与仿真研究。优化后的传感器磁场分布更加均匀,整体性能得到提高。试验表明传感器输出感应电压的计算结果与试验结果变化趋势一致,数值基本吻合,验证了传感器结构优化的正确性及合理性。 展开更多
关键词 msma传感器 优化设计 结构仿真 试验研究
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MSMA传感器的建模及参数辨识研究 被引量：2
7
作者 鲁军 刘金宝 +1 位作者 贾士杰 李万义 《电气工程学报》 CSCD 2022年第4期211-217,共7页
MSMA传感器是一种将机械力信号转化为感应电压信号的新型传感器,为了更好地实现MSMA传感器的应用,需要对其进行建模研究。由于传感器输入和输出之间呈现非线性关系,会增加建模的复杂性,并且需要辨识的未知参数较多。采用机理法结合电磁... MSMA传感器是一种将机械力信号转化为感应电压信号的新型传感器,为了更好地实现MSMA传感器的应用,需要对其进行建模研究。由于传感器输入和输出之间呈现非线性关系,会增加建模的复杂性,并且需要辨识的未知参数较多。采用机理法结合电磁学理论建立了MSMA传感器的数学模型,并采用改进的粒子群算法对MSMA传感器数学模型的未知参数进行辨识。在辨识过程中,引入调节系数,对粒子的权重和最大速度进行动态调整,加快了算法的收敛速度,对社会学习因子进行改进,增强了算法的全局搜索能力。最后,将传感器数学模型计算的感应电压值与试验得到的感应电压值对比,验证了模型的正确性,也表明了该算法可以有效解决MSMA传感器数学模型的辨识问题。 展开更多
关键词 msma传感器 建模 改进粒子群算法 参数辨识
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MSMA传感器结构优化设计 被引量：2
8
作者 鲁军 王斌斌 +2 位作者 刘金宝 李万义 张扬扬 《工业控制计算机》 2023年第5期137-138,141,共3页
基于磁控形状记忆合金(MSMA)的逆效应原理,研制一件以MSMA为核心元件,将机械力转化为电磁信号的传感器。经过对传感器各结构原理与作用的分析,以理论计算作为设计依据,对永磁体的位置、尺寸、线圈匝数等结构参数进行优化,旨在增大气隙... 基于磁控形状记忆合金(MSMA)的逆效应原理,研制一件以MSMA为核心元件,将机械力转化为电磁信号的传感器。经过对传感器各结构原理与作用的分析,以理论计算作为设计依据,对永磁体的位置、尺寸、线圈匝数等结构参数进行优化,旨在增大气隙磁密、减小励磁功率和提高感应电压。使用有限元分析软件对磁场进行电磁仿真,仿真结果显示气隙磁通密度满足MSMA传感器的要求。试验表明,优化后的传感器气隙磁通密度增大,励磁功率降低,输出的感应电压提高,表明该装置设计合理,性能优异,对实现MSMA传感器应用具有一定的研究意义。 展开更多
关键词 msma 传感器 结构优化 有限元分析
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MSMA传感器改进PI模型及其迟滞非线性研究
9
作者 鲁军 宋金泽 +2 位作者 刘文龙 李昱昊 魏凡博 《电气工程学报》 2025年第5期170-178,共9页
磁控形状记忆合金(Magnetically controlled shape memory alloy,MSMA)具有明显的迟滞非线性,对MSMA传感器模型精度会产生影响。为建立准确的MSMA传感器模型并研究其迟滞非线性,采用改进的Prandtl Ishlinskii(PI)模型建立MSMA传感器输... 磁控形状记忆合金(Magnetically controlled shape memory alloy,MSMA)具有明显的迟滞非线性,对MSMA传感器模型精度会产生影响。为建立准确的MSMA传感器模型并研究其迟滞非线性,采用改进的Prandtl Ishlinskii(PI)模型建立MSMA传感器输入输出模型。建模时,对传统PI模型的阈值、play算子及密度函数进行改进,使模型输出与输入信号的频率、幅值具有相关性;然后利用改进的粒子群算法对MSMA传感器模型中未知参数进行辨识,通过引入惯性权重自适应唤醒概率,加快算法的收敛速度,引入周期性逃逸算子增强算法全局搜索能力避免陷入局部最优;最终由MSMA传感器试验平台验证模型的准确性并探究MSMA传感器的迟滞非线性。试验结果表明,相比于传统PI模型,改进的PI模型能够更准确地动态描述MSMA传感器的输入输出关系及迟滞非线性,且输入的正弦力信号频率及幅值越大,MSMA传感器输出的感应电压峰峰值越大,MSMA传感器输入输出之间的迟滞现象也越明显。该研究为基于MSMA迟滞非线性的传感器建模奠定了理论基础。 展开更多
关键词 msma传感器 PI模型 迟滞非线性 参数辨识 粒子群算法
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