机电耦合

摘要： 为研究风电传动系统在变速变载运行工况下的机电耦合动态特性,构建的包括齿轮系统动力学模型、永磁同步发电机有限元模型以及风机运行控制模型的风电传动系统机电耦合模型,计入了齿轮时变啮合刚度以及发电机齿槽效应、磁饱和等非线性因素。仿真分析了风电传动系统在启动、发电运行工况下的动态响应和机电耦合动态特性。研究结果表明:启动工况下,风电传动系统动态响应平稳;发电运行工况下,风电传动系统处于变速变载状态,易被激起低频振荡,动态响应复杂。在发电机齿槽效应、磁饱和等因素作用下,电流和电磁转矩产生由时间谐波和空间谐波引起的主谐波频率波动;经机电耦合作用,齿轮振动特性与发电机电磁特性相互影响,电流和电磁转矩中含有更多与齿轮啮合相关的机械振动频率成分,同时电磁转矩反作用于齿轮系统,激发齿轮系统产生丰富的结构频率。

摘要： 高速列车在实际运行过程中,当路面不平顺、车轮磨耗或者列车由明线运行到突然进入隧道均可能会引起转矩脉动,引起齿轮箱振动加剧。为研究谐波转矩波动幅值对高速列车牵引齿轮箱振动加速度的影响,建立考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙的齿轮传动系统与三相异步动态电机耦合的机电传动系统模型,在Simulink平台上分析牵引传动系统在谐波转矩幅值变化的工况下齿轮箱输入端振动加速度特性。结果表明,谐波转矩增大使齿轮箱振动加速度加大,且横向振动加速度增加最明显。耦合系统叠加混合型自抗扰控制器(ADRC)后,对谐波转矩引起的齿轮箱横向振动具有较好的抑制作用。

摘要： “积累经验,固本创新,小学科也可以有大作为。”国家科技进步一等奖获得者、西安电子科技大学教授段宝岩,在谈及电子机械这样的小众学科如何开拓进取时,如此回答。不久前,2020年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行。西安电子科技大学3项牵头成果获2020年度国家科学技术奖,其中,段宝岩院士及其团队研发的项目“高密度柔性天线机电耦合技术与综合设计平台及应用”获国家科学技术进步一等奖,实现了西安电子科技大学历史上牵头获批国家科学技术奖励一等奖零的突破。

摘要： 在工业机器人常规作业中,由于关节处存在扭转振动和转矩脉动的现象,使机器人关节传动系统的末端精度和响应速度受到了严重的影响。因此,针对关节伺服传动系统的振动问题,本文首先建立了关节传动系统机电耦合动力学模型,并对系统的扭转振动与机电耦合振动进行分析。随后开展传动刚度、转动惯量等参数对系统谐振频率影响的研究,并通过数值方法研究了磁链系数等电气参数与电流谐波频率对系统振幅与调节时间的影响,最后分析了关节各元件对传动系统的振动影响。研究结果表明,建立的传动机电耦合模型,分析系统的扭振、机电耦合等振动特性可有效仿真工业机器人关节传动系统。

摘要： 为了研究微型机器人关节在非稳定工作状态下的机电耦合作用机理,考虑误差以及齿轮啮合时变刚度,采用集中参数法,建立了电机拖动二级串联行星齿轮传动系统的机电耦合模型,计算求解得到了系统的固有频率以及质量参数对系统固有频率的影响、模态能的分布规律,分析了在冲击载荷下齿轮系统的扭振特性。结果表明,零件质量增加将使系统固有频率降低;系统模态能主要表现为低阶扭转振动应变能和高阶动能;在冲击过程中,系统表现为1阶固有频率与1倍啮合频率主导的振动模式。

摘要： 为提高机械传动系统机电耦合振动检测的准确性,设计基于随机共振的机械传动系统机电耦合振动检测方法。采用随机共振理论去除信号噪声,推导整个传动系统的运动学传动比;对耦合传动效率建模,求解主共振现象;计算外界激励频率,确定主共振解的幅频参数,并忽略各物理量的高次谐波,计算机械转速并确定混沌阈值;分析系统干扰情况,以此完成机械传动系统机电耦合振动检测。实验结果表明,所提出的振动检测方法具有较高的准确性。

摘要： 针对混合动力行星齿轮机电耦合传动系统物流车,搭建了试验台架,进行了策略功能测试、驾驶性能测试、动力性能测试及经济性能测试等试验.结果表明,装载该系统的物流车具有良好的节能效果,节能率高达20%~25%,在不使用电网电能的情况下,每年单机可节油1950~2437升,可在物流行业的传统物流车中广泛推广.

摘要： 考虑自然环境中随机风速对于整体风电传动系统机电耦合产生的影响,通过数学模型及相关软件进行模拟分析,得到随机风速背景下风电传动系统机电耦合动态特性。结果显示,在随机风速背景下风电传动系统中机械系统与电气系统具有强耦合性,通过耦合效应传递给电气系统产生电磁转矩变化,然后又再次反向影响机械系统。所以,在未来风电传动系统设计过程中,应考虑随机风速背景下机械系统与电气系统耦合产生的影响。

摘要： 针对机电系统动力学响应与电参数变化的相互作用机制问题,将时变啮合刚度及太阳轮处时变轴承刚度表示为转角的函数,建立了适用于不同转速工况的电机-齿轮机电耦合模型。使用dq轴坐标变换法推导了机械系统动态特性与电机定子电流的作用关系。基于精细的机电耦合模型,计算得出了振动响应及电机定子电流响应的频率特性,揭示了啮合频率与轴承频率在定子电流中的映射规律。研究结果表明:定子电流频率会受到机械部分频率调制作用从而产生相应边频,该边频成分可用于判断机械系统运行情况;啮合频率及其倍频直接与电流频率发生调制体现在电流频谱中,轴承频率先与啮合频率卷积再与电流频率发生调制才体现在电流频谱上;在不同转速下工况下,齿轮以及轴承特征频率偏移也能体现在电流频域上。

摘要： 为分析电磁参数变化对伺服驱动系统动力学特性的影响,基于齿轮系统动力学和电磁学相关理论,建立一种包括电磁刚度的四惯量机电耦合模型;采用增量谐波平衡法对其进行求解,得到系统的时间历程曲线、相平面图和幅频特性曲线,并应用4阶Runge-Kutta法对该解析法所得结果进行验证;结果表明:取5次谐波后,增量谐波平衡法可得到精确的解析解。当电磁刚度由105N·m/rad增大至106N·m/rad时,系统会由稳定的周期一解经倍周期分叉转变为混沌运动;而当电磁刚度由104N·m/rad增大至105N·m/rad,再增大至106N·m/rad时,系统的最大振动量纲幅值由1.153减小至1.12,说明电磁刚度对系统稳定性有一定影响。通过分析电磁刚度这一参数对系统周期解及运行稳定性影响,为伺服驱动系统扭振控制及往高精度发展提供有效参考。

摘要： 应用磁悬浮隔振技术能够有效解决多源复杂激励隔振系统隔振性能不足的问题.然而在多源复杂激励下,磁悬浮隔振器工作点变化范围大,导致强烈的非线性,且多个激励源之间、多个磁悬浮隔振器之间及激励源与磁悬浮隔振器之间存在耦合,现有的磁悬浮隔振理论与模型不能满足要求.为此,本项目旨在研究多源复杂激励下磁悬浮隔振器建模,多源复杂激励下磁悬浮隔振系统机电耦合动力学建模及其控制机理,为磁悬浮隔振技术在多源复杂激励系统中的应用奠定理论基础.

摘要： 分析一类含润滑摩擦作用的机电耦合相对转动系统随摩擦参数变化而发生的Hopf分岔行为.根据润滑摩擦理论推导出润滑摩擦力矩机理模型.在摩擦力矩模型的基础上,考虑电机的气隙磁场能量,根据Lagrange-Maxwell原理建立了一类含润滑摩擦的机电耦合两质量相对转动系统的动力学方程.运用Hurwitz判据分析系统的平衡点及特征根,以摩擦因数为分岔参数,给出系统产生Hopf分岔的充要条件,并研究系统的分岔形态.最后通过数值模拟验证了以上理论分析的正确性.为研究机电耦合旋转机械扭振的机理,减少扭振的危害提供了理论指导.

摘要： 阵列天线的结构误差包括随机误差和系统误差,二者的综合作用导致天线电性能下降,严重制约高性能阵列天线的发展.文中基于阵列天线的机电耦合模型,研究了随机误差下天线电性能的统计特性,并分析了随机误差与系统误差综合作用下天线电性能的变化,给出了满足天线电性能要求时随机误差和系统误差的临界值,为工程设计人员制定天线结构方案与制造公差提供了重要参考.

摘要： 建立(110)ZnO/IDT/36°YX-LiTaO3多层结构延迟线的3D模型,利用有限元方法对该延迟线所激发Love波的传播特性进行仿真研究.结果表明,当声波传播方向与ZnO的c轴垂直且薄膜厚度与波长的比值th/λ=0.044时,Love波机电耦合系数取最大值7.837％.Love波的水平剪切位移分量远大于横向和纵向位移分量,因此基于该结构的Love波传感器可用于液体环境下的传感检测.然后讨论了传播方向对Love波声学特性的影响,分析发现,Love波机电耦合系数随传播方向的变化而变化,当传播方向与ZnO薄膜的c轴夹角θ=30°时,机电耦合系数达到最大值10.054％.

摘要： 利用分层介质理论,精确求解了压电基片、金属膜和覆盖层中的声波传播特性,计算出Love型声表面波传播速度和机电耦合系数.结合变分原理和耦合模理论,分析了短路栅阵中声表面波的传播特性,得到了有覆盖层的声表面波器件的反射系数计算公式,计算了在ST-90°X基片上覆盖SU8波导层的铝电极栅阵的耦合模模型参量.为进一步优化设计低损耗、高灵敏度及温度稳定性优良的Love型声表面波器件提供理论基础.

摘要： 针对大型反射面天线结构设计机电分离的现状，利用机电耦合分析模型，在划分的结构网格基础上，采用口径面法计算反射面天线电性能。在保证结构设计不干涉的前提下，直接以电性能为优化目标，对允许拓扑区域利用基结构法建立了拓扑优化模型。最后将该方法应用于某65m天线的结构设计中，得到了较好的改进方案，并对比了仅包含尺寸形状优化的计算结果，进一步说明了工作的必要性和相关方法的有效性。

摘要： 基于对数周期偶极天线结构有限元分析，得到其在自身重力载荷及车载环境中所受风荷等外界环境因素作用下的变形信息，采用网络理论计算得到各振子单元的电流幅度，加入到对数周期天线远场方向图的计算公式中，得到不同频率下的远场信息，进而计算其增益。工程设计人员可在电性能变化允许范围内，依据该方法对天线的机械结构设计提出合理的要求。

摘要： 本文对电活性聚合物薄膜柔性谐振子的机-电耦合特性进行了实验研究。电活性聚合物(Electro-active polymer. EAP)作为一种新型高分子智能材料，因其独特的电学及机械性能而崭露锋芒。聚偏氟乙烯(PVDF)作为电活性聚合物研究和应用的典型代表，适合制作用于动态测量的智能化柔性薄膜谐振子，以作为传感器、执行器及MEMS器件的核心元件。但EAP薄膜振子动力学行为和机电耦合特性受到其刚度和张力影响，经典理论模型将不适用。对作为关键元件的EAP薄膜柔性振子的机一电耦合特性进行理论与实验研究，建立并完善其特征化描述模型，成为有待解决的基础性课题之一。

摘要： 采用最佳准则法通过运用ANSYS有限元分析软件,介绍了在应力约束条件下,对曲柄摇杆机构进行最小重量的优化设计方法.实例所得结论,为进一步研究弹性连杆机构机电耦合的动态性能分析提供基本依据及参考.

摘要： 介电弹性材料(Dielectric elastomer, DE )是一种柔软的绝缘高分子弹性体,能够在电场激励下产生快速的大变形行为,可用于各种仿生的驱动器和换能器结构中.介电弹性材料的电致变形行为易受到各种不稳定行为的限制,从而制约了对其的深入应用研究.本文从介电弹性材料的大变形力学性能机理,分析各种不稳定行为的产生根源,以及各种失稳模式的转化过程,最后通过指出材料参数对失效行为的影响和抑制失效的方法,从而得到稳定的大变形性能.

摘要： 一种用于保护电气线路和/或用电装置的机电开关装置(10)，其包括至少一个热脱扣器(102)和至少一个开关装置内部热源(101、104、108、109)。针对所述至少一个热脱扣器(102)，所述机电开关装置(10)包括所述开关装置内部热源(101、104、108、109)中的至少一个开关装置内部热源的热耦合件(106、107、110)。本发明还涉及热耦合件的应用。

摘要： 本发明公开了一种可变速抽水蓄能水机电控制耦合的物理模型实验装置，其特征在于：包括模型实验管道系统、供回水系统、可变速抽水蓄能机组、调速器系统、变流器系统、协联控制装置、调相压水系统、数据采集系统、智能负载系统和监控系统。本发明的目的是提供一种可变速抽水蓄能水机电控制耦合的物理模型实验装置，能够满足原型电站所有运行工况的测试需求外，且满足在原型电站中不能或不敢进行的超运行范围工况和极端工况的实验条件，帮助深入挖掘机组变速运行的技术优势、实证可变速机组各工况运行性能。

摘要： 本发明公开了一种瓦片式相控阵天线机电热耦合设计方法，属于有源相控阵天线设计技术领域，包括：S1：构建天线多学科设计模型；S2：构建融合知识的天线多学科设计模型；S3：构建场路协同分析模型；S4：机电热耦合性能评估。本发明通过对结构和电讯专业的初始模型进行特征分类、简化和匹配重组，实现天线多物理场性能仿真数据在模型机电共有特征上的匹配和传递，对模型关键特征变量的参数化处理实现天线系统多学科设计模型的快速重构，提高有源瓦片式相控阵天线机电热耦合分析的准确性和效率；并实现阵面服役载荷和收发组件温度变化对天线系统的散射特性影响的设计和分析，为有源瓦片式相控阵天线的机电热耦合性能评估提供了工程适用的设计方法。

摘要： 本发明提供用于驱动无凸轮可变配气机构的机电液耦合系统，包括气门总成、阀板总成、供油系统、控制系统；阀板总成与气门总成将液压能转换为机械能直接驱动气门；控制系统调控系统运行状态；供油系统为系统输出液压能；气门总成、阀板总成、供油系统以液压油作为工作工质实现液压能与机械能的转化，控制信号作为系统调节媒介，阀板总成输出最终需求的气门运动曲线来执行系统所需要的各项任务；气门总成、阀板总成、供油系统通过高频电磁阀和油压传感器连接。本系统具有多种传感器以及对应的数字采集系统方便对系统规律进行研究。

摘要： 本发明涉及电动车辆充电领域。本发明涉及适用于装配到充电站和电动车辆的机电耦合组件的安全系统。本发明还涉及相应的机电耦合组件和充电站，以及用于将电动车辆机电耦合到充电站的方法。根据本发明的安全系统(41)包括：固定到耦合组件的第一连接部件(12)的可检测元件(411)；固定到第二连接部件(22)的传感器(412)，所述传感器(412)配置成检测可检测元件(411)是否位于附近；和控制单元(413)，控制单元(413)被布置成利用幅值小于最大幅值F1max的力来驱动第一连接部件从缩回位置到接近位置的移动，并且利用幅值大于所述最大幅值F1max的力来控制第一连接部件从接近位置到连接位置的移动。

摘要： 本发明公开了一种双耦合模式的混合动力机电耦合装置，它包括变速箱箱体，箱体内设输入轴、输出轴、中间轴和倒档轴，输入轴、输出轴、中间轴和倒档轴之间的变速齿轮传动系，其特征在于变速箱箱体内设双向输出发电/电动机，双向输出发电/电动机的输出轴的一端连接第一离合装置，第一离合装置的输出轴通过传动装置与变速箱的输入轴或中间轴构成传动耦合链，双向输出发电/电动机的输出轴的另一端连接第二离合装置，第二离合装置的输出轴通过传动装置与变速箱的输出轴构成传动耦合链。它采用结构简单的离合装置实现与变速箱的输入轴或中间轴、与变速箱的输出轴实现耦合，可根据控制要求实现多种工况，各工作模式传递的能量大小，以及工作模式之间的切换。其结构较为简单紧凑，体积较小，便于空间布置，成本较低。

摘要： 本发明提供了基于多模式切换的混合动力机电耦合系统，涉及双动力耦合技术领域，包括：一号缸体；所述传动外壳分别与一号缸体和二号缸体固定连接，且一号缸体内部连接有一号活塞筒，二号缸体内部连接有二号活塞筒；所述一号缸体内部连接有一号输入轴，且一号输入轴与发动机相连；所述二号缸体内部连接有二号输入轴，且二号输入轴与电动机相连。本发明采用单套液压驱动结构，实现发动机与电动机交替动力传输效果的同时，也可实现发动机与电动机同步动力传输效果，操控更加简便。解决了传统混合动力机电耦合系统存在应用过程中，两套动力输出结构需要设计两套独立机械结构配合电气元件进行操控，比较繁琐的问题。

摘要： 本发明公开了一种可调机电耦合系数的薄膜体声波谐振器，包括薄膜体声波谐振器以及与薄膜体声波谐振器串联或并联的机电耦合系数调控电路，所述机电耦合系数调控电路为电容或者电感。本发明可以实现薄膜体声波谐振器机电耦合系数在更广泛范围内的变化，以满足目前超宽带滤波器和超窄带滤波器的市场需求。

摘要： 本发明涉及一种体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极；压电层；和顶电极，其中：所述压电层包括第一层和第二层，第一层与第二层之间设置有声阻层，所述声阻层的内边缘在水平方向上处于声学镜边界的内侧，所述声阻层的声阻不同于所述压电层的声阻；且第一层的材料不同于第二层的材料。本发明还涉及体声波谐振器组件，一种调整体声波谐振器的机电耦合系数的方法，一种体声波谐振器组件中的谐振器的机电耦合系数差值的调整方法、一种滤波器和一种电子设备。

摘要： 本实用新型公开了一种插电式机电混合动力行星齿轮机电耦合系统，包括发动机、发电机和驱动电机，发动机与发电机之间设有行星齿轮组件，且发动机与发电机同轴设置，发动机的输出端和发电机的输入端通过驱动轴和输入轴分别与行星齿轮组件的两端连接，行星齿轮组件包括两个齿圈和两个行星架，两个齿圈的内部分别啮合有两组行星轮和两个太阳轮，两个行星架分别安装在两组行星轮的一侧，本实用新型的有益效果是：通过行星齿轮组件的两个行星架作为输入端，通过行星齿轮组件对发动机的调速作用，使得通过驱动轴和传动轴双档传动两个连接轴，使发动机直驱时具备两个档位，提高动力性和经济性。