氣/液閥用超磁致伸縮驅(qū)動器的設(shè)計理論及方法

稀土超磁致伸縮換能器是一種新型的可控震源。本論文針對稀土超磁致伸縮換能器并結(jié)合淺層地震勘探的特點,研制了稀土超磁致伸縮換能器驅(qū)動器。該驅(qū)動器由計算機(jī)pci總線fpga信號發(fā)射卡、igbt驅(qū)動器、igbt逆變器及電源組成。由該驅(qū)動器和稀土超磁致伸縮換能器組成震源系統(tǒng),將其應(yīng)用于淺層地震勘探模型試驗中,取得了良好的效果。

超磁致伸縮驅(qū)動器具有輸出振幅過小導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率不高的問題,針對此問題提出了諧振式超磁致伸縮音頻驅(qū)動器的理念,利用音叉的機(jī)械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了超磁致伸縮驅(qū)動器振幅的放大,同時利用音叉的頻響曲線去修正超磁致伸縮驅(qū)動器的頻響曲線,以提升揚聲器響度。研究了音叉的選擇,及其中超磁致伸縮驅(qū)動器的具體設(shè)計過程,并在專業(yè)消音室對諧振式超磁致伸縮音頻驅(qū)動器進(jìn)行了性能測試,測試結(jié)果表明驅(qū)動器改進(jìn)后超磁致伸縮揚聲器在音響上有顯著提升。

超磁致伸縮驅(qū)動器具有響應(yīng)快、輸出應(yīng)變大、機(jī)電轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點,但因受超磁致伸縮材料內(nèi)在的磁滯效應(yīng)與磁-機(jī)耦合效應(yīng)等因素影響,導(dǎo)致其輸出位移存在較大滯環(huán),大大降低了驅(qū)動器的輸出位移精度,也影響了該材料及其致動器更廣泛的應(yīng)用。為了有效地設(shè)計和使用超磁致伸縮驅(qū)動器,需要建立準(zhǔn)確描述其磁滯非線性的數(shù)學(xué)模型。在經(jīng)典preisach模型的基礎(chǔ)上建立了超磁致伸縮驅(qū)動器的preisach磁滯數(shù)值模型,并通過對preisach限制三角形的離散劃分,依賴大量實驗數(shù)據(jù)辨識了該模型的參數(shù),并進(jìn)行了超磁致伸縮驅(qū)動器磁滯輸出實驗研究。實驗結(jié)果表明:該preisach磁滯模型能較好地描述準(zhǔn)靜態(tài)下超磁致伸縮驅(qū)動器的磁滯現(xiàn)象,對指導(dǎo)超磁致伸縮驅(qū)動器位移精度的提高具有一定意義。

本文提出了用超磁致伸縮材料與壓曲放大機(jī)構(gòu)相結(jié)合構(gòu)成微位移驅(qū)動器的方法,建立了超磁致伸縮執(zhí)行器的控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型。文中對所建立的系統(tǒng)進(jìn)行了相頻和幅頻特性的理論分析和實驗,合理地解釋了此系統(tǒng)的遲滯曲線隨輸入信號頻率變化的原因。為了進(jìn)行遲滯非線性補(bǔ)償,提出了相位補(bǔ)償與遲滯逆模型相結(jié)合來補(bǔ)償遲滯特性的控制方法。實驗結(jié)果證明了系統(tǒng)理論模型的準(zhǔn)確性和補(bǔ)償控制方法的有效性。

針對超磁致伸縮微位移驅(qū)動器(gma)的非線性遲滯特性,通過密度函數(shù)法和f函數(shù)法建立gma的兩種preisach數(shù)值模型,仿真和試驗表明f函數(shù)法對滯回曲線的預(yù)測效果優(yōu)于密度函數(shù)法。為將preisach數(shù)值模型應(yīng)用于gma的實際控制系統(tǒng),提出一種preisach實時數(shù)字補(bǔ)償算法,建立基于preisach前饋補(bǔ)償?shù)膒id控制模型,分別采用開環(huán)、普通pid和帶preisach前饋補(bǔ)償?shù)膒id三種控制器對gma的位置跟蹤和軌跡跟蹤兩種控制問題進(jìn)行試驗研究,結(jié)果表明帶preisach前饋補(bǔ)償?shù)膒id控制器可顯著提高gma的響應(yīng)速度和跟蹤精度,使gma在100μm量程內(nèi)的位置跟蹤和軌跡跟蹤誤差分別達(dá)到3μm、2μm。

用超磁致伸縮材料做成的換能器具有輸出力大、響應(yīng)速度快的特點,這就要求其驅(qū)動電源瞬間能輸出較大的電流以形成強(qiáng)磁場。由于該換能器是處于間歇工作狀態(tài),利用電容的儲能原理制成的驅(qū)動電源能滿足要求,其關(guān)鍵的難點是儲能電容的容量要與換能器線圈的參數(shù)相匹配,才能得到良好的效果?？捎胢atlab軟件,通過計算機(jī)輔助分析的方法確定儲能電容的參數(shù)值。儲能電容的充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)可用繼電器或場效應(yīng)管實現(xiàn)。實驗表明,該電源可用小型的充電電池供電,并具有連續(xù)工作時間長,工作可靠,瞬間輸出功率大,體積小、重量輕的特點,特別適合野外使用。

在介紹自行研制的超磁致伸縮微位移驅(qū)動器(gma)的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,重點研究了gma的驅(qū)動磁場特性,通過有限元方法分析建立了gma二維非線性磁場模型,并借助ansys軟件成功獲得gma的磁場分布,且有效預(yù)估了gma的工作性能參數(shù)。

為了提高稀土超磁致伸縮換能器驅(qū)動電源的效率以及實用性,采用dsp器件tms320f2812作為主控芯片,結(jié)合混合脈寬調(diào)制方法實現(xiàn)spwm波形。采用半橋型逆變電路實現(xiàn)spwm的功率放大,并對隔離驅(qū)動電路、反饋電路和濾波匹配電路進(jìn)行合理而有效的設(shè)計,保證了換能器的輸出效能。同時使用電流控制頻率的方法實現(xiàn)諧振頻率的自動跟蹤。實驗證明,該驅(qū)動電路輸出頻率穩(wěn)定,波形失真度低,且能量轉(zhuǎn)換效率較高。

對電液伺服閥用壓電疊堆驅(qū)動器的動態(tài)特性進(jìn)行了研究。針對所討論的壓電型電液伺服閥結(jié)構(gòu),建立了壓電疊堆驅(qū)動器的動態(tài)系統(tǒng)模型;根據(jù)該模型的傳遞函數(shù)對壓電疊堆驅(qū)動器進(jìn)行了時域和頻域分析,并仿真分析了系統(tǒng)阻尼系數(shù)、系統(tǒng)等效質(zhì)量、壓電疊堆剛度等不同參數(shù)對壓電疊堆驅(qū)動器動態(tài)特性和輸出位移的影響。仿真結(jié)果表明:增大系統(tǒng)阻尼系數(shù)、減小系統(tǒng)等效質(zhì)量和增大壓電疊堆剛度可提高驅(qū)動器的動態(tài)特性和輸出位移。該結(jié)果為電液伺服閥用壓電疊堆驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。

基于超磁致伸縮微驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用,設(shè)計了一種多路輸出逆變開關(guān)電源。該電源以脈寬調(diào)制芯片sg3525為核心,采用推挽拓?fù)滢D(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),實現(xiàn)單輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為多路正負(fù)直流電壓輸出,提供給超磁致伸縮微驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動和傳感電路。實際運行和測試表明該電源具有穩(wěn)定性好、電流高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單的特性,滿足微驅(qū)動系統(tǒng)的工作要求。

通過優(yōu)化設(shè)計驅(qū)動線圈和terfenol-d的形狀尺寸,改善以超磁致伸縮材料terfenol-d為主動材料的高速開關(guān)閥的性能.選擇合適的漆包線線徑以降低線圈電阻;優(yōu)化線圈形狀函數(shù)以提高線圈的磁場生成能力;改善terfenol-d的尺寸來降低磁通路徑的磁阻,減小渦流損耗,提高致動器的磁場利用率;兼顧提高致動器的能量轉(zhuǎn)換效率,提出優(yōu)化設(shè)計超磁致伸縮致動器的規(guī)律.兩個致動器的實驗對比驗證了該設(shè)計方法的可行性.

針對目前電液高速開關(guān)閥脈寬調(diào)制頻率不高,新型電-機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置效率較低的現(xiàn)狀,研制了一種基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的新型電液高速開關(guān)閥。介紹了其組成和工作原理,并研究了該閥的靜、動態(tài)特性。實驗研究表明,采用超磁致伸縮材料作為新型閥的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置,不僅可以獲得較大的閥芯位移,而且使閥的結(jié)構(gòu)簡化,易于控制,可獲得很高的脈寬調(diào)制頻率和能量轉(zhuǎn)換效率。

論述了超磁致伸縮作動器的基本原理,根據(jù)三種偏置磁場優(yōu)缺點,選用增加單獨線圈產(chǎn)生偏置磁場。在磁路分析的基礎(chǔ)上,采用有限元仿真的方法,分析了不同參數(shù)和結(jié)構(gòu)對各個組成部分的磁場影響。

兼作通用RF開關(guān)驅(qū)動器的差分驅(qū)動器

為了實現(xiàn)超磁致伸縮電液伺服閥的快速、準(zhǔn)確控制,論述了基于pwm控制的超磁致伸縮電液伺服閥的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,設(shè)計了基于picoscope2203數(shù)字示波器和stc89c51單片機(jī)的超磁致伸縮材料電液伺服閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。結(jié)果表明:該控制系統(tǒng)具有控制精度高、控制迅速、集成度高、操作便捷等特點。

工程中水閥和驅(qū)動器往往根據(jù)水管管徑,按照一定的簡單規(guī)則進(jìn)行尺寸及型號選擇。這種方法在水管管徑留有較大余量或設(shè)計出現(xiàn)偏差時會嚴(yán)重影響控制品質(zhì),出現(xiàn)冷熱量不足、控制震蕩,甚至無法正常工作。本文將從耐壓等級、流量特性、流通系數(shù)、閥權(quán)度以及閉合壓差等方面對水閥與驅(qū)動器的選型進(jìn)行討論,并以施耐德電氣tac的水閥及驅(qū)動器為例介紹選型流程。

超磁致伸縮材料具有很強(qiáng)的非線性耦合特性、磁滯特性和復(fù)雜動態(tài)特性。因此,建立能夠準(zhǔn)確描述超磁致伸縮致動器工作狀態(tài)的模型成為關(guān)鍵問題。綜述棒型超磁致伸縮材料在多場耦合特性、磁滯特性建模研究狀況以及超磁致伸縮致動器動力學(xué)建模研究狀況,分析當(dāng)前所建立多種模型的優(yōu)缺點,并展望建模工作的發(fā)展趨勢。

闡述了pn64mpadn50mm電液驅(qū)動球閥的工作原理、性能、用途和設(shè)計計算。

lx27901是無損耗led背光驅(qū)動器，該器件采用專有的無損耗架構(gòu)，能夠顯著提高電源效率，同時增強(qiáng)背光性能并降低總體解決方案成本。其也是首款基于lcd整合式電源架構(gòu)的電視提供led驅(qū)動能力的器件。lips架構(gòu)將電視的主電源與led驅(qū)動器集成在一塊印刷電路板上，可提供更低成本和更高效率。

概述超磁致伸縮換能器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及動態(tài)特性的建模方法,并結(jié)合自行研制的換能器建立起仿真模型,有利于指導(dǎo)換能器的設(shè)計研究。

led射燈作為一種常見的照明設(shè)備，其工作原理和使用需求是許多用戶關(guān)注的問題。那么，led射燈是否需要驅(qū)動器呢？這是一個涉及到led射燈的工作性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題。下面，我們將深入探討這個問題，幫助你更好地理解和使用led射燈。

針對傳統(tǒng)的液壓支架電液控制系統(tǒng)電磁閥驅(qū)動器存在功能單一、無信息采集功能的問題,提出了一種新型液壓支架用電磁閥驅(qū)動器的設(shè)計方案,介紹了該電磁閥驅(qū)動器的硬件組成、內(nèi)部電路設(shè)計以及軟件設(shè)計。該電磁閥驅(qū)動器已成功應(yīng)用于全自動聯(lián)合采煤機(jī)組和全自動刨煤機(jī)組工作面,運行穩(wěn)定可靠。