压电微定位系统自适应鲁棒有限时间跟踪控制

针对压电微定位系统中存在外界扰动、迟滞等时变不确定、非线性因素影响其定位精度的问题,提出了一种基于函数逼近的自适应鲁棒有限时间控制策略。通过引入具有连续、非奇异,且有限时间收敛特性的终端滑模面,设计了满足压电微定位系统的轨迹跟踪控制律。为了克服该控制器依赖于系统不确定量的边界信息,采用傅里叶级数进行动态逼近,并针对其逼近误差,利用模糊逻辑系统实现在线补偿。最后,应用Lyapunov函数获得傅里叶系数及模糊调节参数的自适应律,并证明了该控制器的有限时间稳定性。仿真分析与实验结果验证了控制策略的鲁棒性与有效性。     

玉米联合收获机清选损失监测装置设计与试验

针对玉米籽粒收获时,损失率检测不准的问题,以压电薄膜作为敏感材料,设计了一种由冲击传感器、信号处理电路和安装装置等组成的玉米收获机籽粒清选损失监测装置,并采用支持向量机多分类算法提取玉米籽粒冲击信号,实现了玉米籽粒损失的实时监测。首先,在不同冲击角度和高度的试验条件下,对不同大小的玉米籽粒和杂余进行冲击信号的采集试验,提取冲击信号的主要特征。采用支持向量机多分类算法对模型进行训练,并在监测装置上实现实时分类。使用不同品种和含水率玉米对分类模型进行验证。然后,在不同风机转速和清选筛开度条件下,得到测试时间内传感器检测的籽粒数与总损失量之间的关系,并根据谷物流量值,计算得到实时的清选损失率。最后,将该监测装置安装在4YL-8型玉米联合收获机上进行田间试验。结果表明,该监测装置与人工检测相比,平均相对误差为12.98%,可以为收获机的控制提供反馈信息。     

用于农药残留快速检测的压电免疫生物传感器的研究

该文建立了一种压电免疫生物传感器结合流动注射的方法检测样品中的农药残留.为了有效地捕获有机磷农药抗原,比较了三种在石英晶体金电极表面上固定有机磷单克隆抗体的方法.在0.005～10μg/mL范围内,有机磷浓度与晶体频率的变化之间呈较好的相关关系.回归方程:y=5.9111Ln(x) 51.979,决定系数为:0.93.该传感器的最低检测限为2.16×103μg/mL,选择性好,可以重复使用.     

压电石英晶体在有机液体—水混合体系中的特性

用晶体振荡器研究了压电石英晶体在一系列有机液体与水混合体系中的振荡性能,确定:在此类体系中的晶体频移与纯有机液体或电解质水溶液中的晶体频移变化规律不一致,系与液体的密度、粘度及介电常数有关,符合下一通式:△F=c_1d~(1/2)+c_2η~(1/2)-c_3ε_0+c_0,但电导率无显著影响.检测池外壁接地可显著降低介电常数的影响并提高频率稳定性.温度对频移的影响与体系的含水量有关.     

附壁射流无阀压电微泵的多场耦合模拟

为了研究在多场耦合影响下的压电微泵的输出性能,提出了一种新的数值模拟方法,以附壁射流无阀压电微泵为对象进行数值计算,并通过试验验证了数值计算方法的正确性,同时对压电泵的外特性进行了研究.结果表明:随着频率的增大,压电泵的流量和背压都呈现先增大后减小的趋势;当电压为200 V,频率为62.5 Hz时,压电泵的流量和背压都达到最大,分别为0.703 mL/min和0.672 kPa;提取压电振子的位移分布和压电泵瞬时流量的数据,显示压电泵的出口瞬时流量滞后于瞬时电压的原因是耦合作用的影响;随着喉部高度H的增大,压电泵的流量呈现先增大后减小的趋势,当电压为200 V,频率为50.0 Hz,喉部高度H=0.4 mm时流量达到最大,为4.023 mL/min;结合压电振子的最大位移曲线和压电泵内部流场的速度矢量图分析,表明压电振子的最大振幅决定于从泵腔泵出的总流量,而内流场形成的旋涡尺寸和位置决定了进口管和出口管之间流量的分配.     

无阀压电泵半球缺阻流体横向排列流阻干扰特性研究

为分析阻流体无阀压电泵用半球缺横向排列的流阻特性及对泵输出性能的影响,对泵腔内多个半球缺横向排列的流阻作用规律进行了研究。基于单个半球缺绕流阻力的研究成果,在分析横向排列半球缺的影响因素基础上,通过试验得出了两个半球缺横向排列流阻干扰系数及绕流阻力系数的作用规律;进而推导了多个半球缺横向流阻干扰系数及绕流阻力系数的理论计算;通过对4个横向排列半球缺的流阻及泵流量试验,验证了该理论推导用于分析、预测半球缺阻流体无阀压电泵流阻特性和理论流量的可行性。在驱动电压为120 V、驱动频率为6 Hz时,得到了44.78 mL/min的泵流量,理论和试验流量的平均偏差为39.34%。     

基于附壁效应的无阀压电泵研究

提出一种基于附壁效应的无阀压电泵,该泵利用附壁射流元件造成吸入过程和排出过程中进出口的流量差,实现流体输送。首先通过动网格技术及数值模拟研究微泵的内部流场和外特性,结果表明该无阀压电泵的容积效率η可以达到0.5以上,高于传统扩散/收缩管无阀压电泵。然后讨论了平面锥管长度和两分流直管间凹劈面宽度对微泵性能的影响,平面锥管长度L1必须大于dcot(θ/2),当c2/c1=1时L1/d=9的微泵在零输出压力下流量最大;不同输出压力和c2/c1的微泵流量对比表明凹劈面宽度越宽微泵输出压力性能越佳,但是在低输出压力下微泵随着凹劈面宽度的增加其容积效率降低。最后应用响应面方法对平面锥管长度和凹劈面宽度进行优化,结果表明当输出压力为5 k Pa时,最优的参数选取范围为4≤L1/d≤5,0.75≤c2/c1≤0.85,当L1/d=4.3,c2/c1=0.80时η达到最大,为0.323。其数值模拟为0.317,相差1.89%。     

被动阀压电泵的动力学模型及其求解

给出了被动阀压电泵的动力学模型,通过求解动力学方程模型和对解的讨论,证明了被动阀压电泵频率递增、流量骤减这一现象的存在性,提出了影响这一现象的泵的特征频率。指出当等效刚度k3相似文献   

微型压电式振动能量采集器原理及试验

压电陶瓷在自供电方面具有广阔的应用前景,自供电方式具有结构简单、无污染、能量密度大、易于加工等特点.分析了压电材料的性能、种类以及压电效应产生的原理,介绍了现行振动能量采集器的类型.     

甲基对硫磷压电免疫传感技术的初步探讨

分别利用蛋白A法和巯基自组装膜法将抗体固定在压电石英晶体金电极上,结果表明巯基自组装膜法效果更好。在利用巯基自组装膜法固定甲基对硫磷抗体的基础上,初步建立了基于直接法和竞争法的甲基对硫磷压电免疫传感技术并对两种技术作了比较,结果表明,基于竞争法的压电免疫传感技术对对硫磷抗原抗体反应的响应频移值较大,可提高检测灵敏度,降低检测限。