多悬臂梁式压电振动发电机的多方向发电性能

为提高压电振动发电机对多方向振动环境的适应能力,研究了一种多悬臂梁式压电振动发电机的多方向发电性能问题。基于机械振动学理论和压电学理论,建立了多悬臂梁式压电振动发电机的发电模型,研究结果表明,在不同方向外界激励下,发电机都能产生一定的电能,且产生的最大电能达到128μJ,产生的最小电能约为38μJ,说明多悬臂梁式压电振动发电机在多方向振动环境中具有较强的适应能力,更容易获得较好的发电效果。     

压电振动发电机理论建模与发电性能研究

为了促进农业生产的现代化和智能化,研究环境信息采集设备—无线传感器网络新的供能方式。以压电方程为基础,结合比能特性,建立了悬臂压电梁发电能力数学模型,分析对比了单晶、双晶串联和双晶并联压电梁输出电压、电荷与电能,最后通过有限元仿真验证,分析结果表明:外力激励环境中,应尽量增加悬臂压电梁长度,减少宽度,同时为了获得较大的输出电压及电能,应优先选用双晶串联压电梁。     

扭转耦联效应的随机分析及讨论

目的:对单向偏心隔震结构进行随机反应分析.方法:对隔震层非线性问题进行线性化,利用过滤白噪声地震动模型,应用虚拟激励法进行计算.结果:计算了偏心结构响应的自功率谱密度和方差.结论:得出扭转耦联效应不可忽视,设置隔震层可以消减上部结构的响应,适当的加大隔震层的扭转柔性可以降低结构的响应,也就是可以减小扭转效应.     

载流导线的非线性随机振动研究

研究了随机激励下载流导线的非线性随机振动问题。首先,建立载流导线受外部随机荷载时的非线性动力学方程。再用能量包线随机平均法得到关于哈密顿函数的平均伊藤随机微分方程,建立并求解相应的稳态FPK方程,得到系统的稳态随机响应。根据实际情形,分析导线长度、导线间距、电流强度、随机激励强度等参数对系统随机响应的影响。     

农业机械悬臂梁振动控制试验研究

以蓝莓采摘机悬臂梁结构为研究对象,考虑外界不确定性激励作用下悬臂梁的振动特性,建立了悬臂梁的振动数学模型,利用滑移模态控制理论(变结构控制)提出了新的滑移模态控制算法.通过选择合适的滑移面和切换函数,基于Matlab/Simulink仿真模型以及dSPACE实时仿真系统对悬臂梁进行振动控制.试验仿真结果表明,设计的滑移模态控制器能有效地抑制悬臂梁的振动.     

开关磁阻风光互补发电系统最大功率输出研究

针对风能和太阳能等新能源的间歇性、可变等不稳定性特征,利用风能和太阳能的资源互补特性,将风能和太阳能通过转化、储存、控制等手段,形成稳定的电力输出。研究太阳能光伏发电系统和开关磁阻风力发电系统最大功率跟踪策略, 提出一种适应天气变化较快的基于输出电压控制的最大功率点跟踪算法,结合蓄电池的智能控制策略,实现智能风光动态互补。MATLAB仿真实验验证了该控制方法的可行性和有效性。     

周期脉冲序列作用下单模激光线性模型的随机共振

采用周期矩形脉冲序列和噪声作用下的单模激光增益模型，将脉冲信号通过傅利叶变换展开三角函数的形式作为输入信号，运用线性近似的方法计算得到了输出信号光强的功率谱和信噪比，并讨论了系统的随机共振现象。研究结果发现，在噪声关联系数A〈0时，系统的信噪比随噪声强度的变化出现了传统的随机共振现象；输入脉冲信号的振幅越大，系统信噪比SNR—Q曲线的随机共振越强，信号的周期T和脉冲宽度τ满足τ/T=1/2时，共振现象最强；在-1〈λ〈1范围内，SNR-T和SNR—τ变化曲线都出现16了随机共振现象，λ的值越小，共振峰越高，共振现象越明显。     

两点支承平面结构多点输入随机地震响应分析

推导双支座双质点简化模型多点输入地震响应功率谱密度函数解析式,从中分离出多点效应项,借此研究行波效应和部分相干效应等多点输入效应对大跨结构随机地震响应的影响.并以一门式桁架结构为例,检验由简化模型得到结果的实用性.研究结果表明：行波效应和部分相干效应均增大结构拟静力响应;相对动力响应受行波效应影响呈三角函数式波动,极值点分布由自振频率与行波频率的比值确定,极值点特性由振型特性与地震动方向共同确定;部分相干效应减小相对动力响应随行波频率的变化幅度,但不改变相对动力响应的极值点分布规律.对于实际工程而言,选取不同的视波速得到的结构响应差别很大,应使用可靠视波速或采用多个可能视波速试算才能保证计算结果的可靠性;部分相干效应的影响相对较小,特别是当结构跨度较小时,几乎不受部分相干效应的影响.     

一种解释非晶半导体中随机输运的新模型

研究在外部驱动力作用下穿过一维无序随机力介质而传播的粒子的运动规律，并求出其直流响应，研究发现：在无序系统演化的初始阶段，直流极化率可验证极化率－频率关系的反常幂次律；发现无序系统的老化现象，伴随此现象显示出动力学特性的高相关特性，本文的结果与以前研究过一维模型相比较，更具普通性。     

八自由度车辆模型传递函数研究

通过对四轮车辆的动力学分析,建立了八自由度车辆的力学模型,计算得到车辆四点随机激励的八自由度耦合振动方程,并用分块矩阵的方法推得车辆振动系统的传递函数,其结果对进一步研究车辆的频率特性、振动强度等问题具有重要的参考价值．     

无患子果树不同激振条件下的振动响应特性研究

为了解决无患子人工采收效率低、成本高的问题,并对机械振动采收设备的设计提供理论基础。研究无患子果树不同激振条件下的振动特性以及振动能量的传递特性,通过建立果树受迫振动模型,分析影响无患子果树振动的因素,通过改变不同的激振条件,分析振动响应的最佳采收参数。综合考虑振动采收力和能量传输因素,结果表明,激振频率与加速度近似为二次曲线关系;高频率配合低激振点,低频率与高激振点组合效果最好;建议最佳的振动频率为12～14 Hz,激振源在75%主干上下处效果更好。     

压电智能传感器力学模型的建立及数值模拟

以单片压电陶瓷（如锆钛酸铅,简称PZT）晶体、粘贴式和埋入式压电传感器为研究对象,从压电本构方程和结构动力学的振动原理出发,采用集总质量法推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式及等效刚度表达式,建立粘贴式和埋入式PZT传感器的简化力学模型,得到考虑多参数影响的电荷表达式。考虑黏结胶层阻尼吸收能量的作用,建立了胶层阻尼效应影响的传感模型,并求得压电传感器的电压表达式。数值模拟结果表明：在PZT传感模型中,利用压电方程和振动方程联合求解可以快速得到PZT的传感信号,而且PZT片的电压输出特性与作用力的大小及黏结胶层有关。通过测量和分析PZT传感器输出电信号峰值与频率的变化,并与数值分析结果进行对比,证明了运用所建立的传感模型能够有效地模拟检测PZT的正压电规律。     

双浮体波能装置的功率转换特性研究

双浮体波能装置属于漂浮振荡浮子式技术的一种形式,研究其功率转换特性对于波能装置的发展具有重要意义。基于线性波理论和粘性阻尼理论,建立了装置的双自由度受迫振动方程,并以波能装置的外部阻尼作为优化变量,推导了最佳阻尼条件下波能装置吸收的最大功率表达式;采用HydroStar计算功率表达式中的附加质量、阻尼系数和波浪激励力,进一步求解出波能装置所吸收的功率和俘获宽度比,文中还结合实际海况分析了双浮体的主要几何参数变化对波能装置功率转换特性的影响。     

垂直轴风力机直驱热泵压缩机匹配特性研究

风能供热是多风寒冷地区,减少雾霾有效途径之一。针对垂直轴风力机直驱热泵压缩机系统,分析300 W垂直轴风力机输出和开启式涡旋压缩机输入扭矩及功率特性,研究不同风速下垂直轴风力机与开启式涡旋压缩机特殊匹配特性。根据效率理论分析匹配特性,系统选型设计时垂直轴风力机输出功率应略高于压缩机所需输入功率,通过选择合理变速比,获得垂直轴风力机设计参数,实现系统按额定工况运行。为风能供热系统参数选型提供理论参考。     

Improved piezoelectric grain cleaning loss sensor based on adaptive neuro-fuzzy inference system

Grain cleaning loss rate is an important performance index of combine harvesters which needs to be measured in real time during the harvesting operation. To improve the measurement accuracy and range, a grain loss sensor based on piezoelectric effect and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) was proposed. A piezoelectric ceramic was fixed on the bottom of a thin sensitive plate to detect grain impact, and the sensitive plate was fixed to a support plate with a piece of shock-absorbing rubber between them to increase the attenuation rate of the vibration generated by grain impact. Based on the analysis of the reasons that restrict the improvement of measurement performance of traditional measurement methods, a novel signal processing circuit was designed. The circuit could simultaneously measure the number and energy of grain impacts, and output the results in the form of square wave voltage and analog voltage, respectively. Variation characteristics of the two output signals under different grain impact frequencies were analyzed. Then, a grain impact frequency prediction method based on ANFIS fusion of the two signals was proposed, and the established ANFIS model was trained through the calibration tests. Finally, measurement tests were carried out, and the results indicated that the measurement errors of grain impact were less than 2.5, 3.9, 4.4, 6.5 and 9.2% with measurement ranges of 100, 200, 600, 1000 and 1500 grain/s, respectively. With increase of MOG/grain mass ratio, the measurement error of the sensor was increased gradually due to the collision interference between MOG and grain. Compared with traditional sensors, the measurement accuracy and range were both improved significantly.

     

板栗树振动响应特性与落果情况试验研究

为解决板栗人工采收效率低、成本高的问题,对板栗机械振动采收装备的设计提供参数支持.针对3棵板栗树,通过单偏心式振动电机激振树干对板栗树各分枝上加速度响应以及落果情况进行了试验研究.结果表明:3棵树树干和各果枝测点处的合加速度均与激振频率呈二次曲线增长关系,激振频率的增加有利于板栗树各果枝振动响应的增强;但受距激励点的距...     

东北农户屋顶太阳能发电系统设计

为了提高太阳能发电的效率和太阳能发电系统的自动化程度,根据东北农户的特点,设计了可以自动追踪日光的太阳能发电自动控制系统。设计共分为三大部分,分别为太阳能发电系统、向光追日控制系统、自动清理系统。详细介绍了太阳能发电系统的基本组成和工作原理,给出了具体的设计方案。该系统自动化程度较高,并且满足了东北农户的能源需求,具有广泛推广的价值。     

自保护式波浪发电装置控制系统研究

首先介绍了一种双蓄能器交替工作的波浪发电装置的构成和工作原理,设计了基于AVR单片机的波浪发电控制系统的硬件模块和控制软件。该控制系统通过对海况行监测,控制双液压缸与蓄能器工作切换,调节油路上阀门开关,实现双蓄能器交替充放油,驱动液压马达连续运转,并在恶劣海况时停机自保护。通过水池样机试验表明,该波浪发电控制系统实现波浪能平稳地转化为电能输出,发电输出误差在10％内,探索发电装置与海况匹配关系,为实现海上发电装置高效稳定发电奠定基础。