双稳态
- 周期激励下接地双稳态非线性能量阱的动力学
[7-10]，双稳态特性的引入能很好地解决NES 的能量阈值问题。在接地NES 中引入双稳态特性，并进一步研究其动力学行为是目前研究的一个盲点。本文主要通过摄动分析和Melnikov 方法，研究接地双稳态NES 耦合系统在周期激励下的松弛振荡行为和外激励阈值曲线对这类接地双稳态NES 结构参数设计的指导意义，并进一步在理论上给出这类NES的优化设计准则。1 力学模型本文研究的力学模型是两自由度系统，如图1 所示。由线性振子（LO，linear oscill
中国民航大学学报 2023年4期2023-09-27
- 曲边固支双稳态层合壳结构的自由振动分析
92)0 引言双稳态层合壳结构具有两种平衡位置,每种稳态都是自然平衡的,其结构是由碳纤维增强材料和树脂基体复合而成,根据每层纤维铺设角度的不同,分为非对称和反对称等铺设方式。由于热膨胀系数不一致,复合材料层合板在固化过程中产生两个柱形的平衡稳态构型和一个不稳定的马鞍形状态。这种平衡构型不需要外部能量输入来维持其圆柱构型,且只需较小的外部力就可以实现两种构型之间的相互跳变。因此,双稳态结构已被应用于自适应结构、可变形机翼、变体飞行器等变形部件的研究和制造[1
北京信息科技大学学报(自然科学版) 2023年2期2023-05-16
- 惯性固支梁双稳态振动俘能系统设计与实验验证
下系统可以实现双稳态之间的跳跃。加工了惯性固支梁双稳态俘能结构，且进行了实验研究。实验结果证明了惯性质量的增加可降低系统有效工作频率，俘能结构可在弱随机激励下实现频繁阱间跳跃，并在较宽的频带内保持阱间跳跃，因此在随机激励下能够产生大输出电压。关键词：放大惯性力；双稳态；振动能量收集；固支压电梁中图分类号： O322 文献标志碼： A 文章编号：1004-4523（2022）05-1165-09DOI：10.16385/j .cnki .issn
振动工程学报 2022年5期2022-11-14
- 混合材料双稳态壳结构力学性能分析及优化设计
100124)双稳态结构是一种具有2种不同稳定状态，并在一定驱动条件(机械驱动、智能材料驱动等)下稳定状态可相互转变的结构. 因其具有质量轻、力学性能优异及空间利用率高等优点，已被广泛地应用于可变形机翼[1]、能量吸收机构[2]、变形结构[3]及智能装置[4]等方面. 根据组成成分不同，双稳态结构主要分为以下2类：复合材料双稳态结构与混合材料双稳态结构.其中复合材料双稳态结构根据铺层方式分为正交铺设层合板(例[0°n/90°n])和反对称圆柱壳结构(例[α
北京工业大学学报 2022年11期2022-11-08
- 磁铁间距对双稳态压电悬臂梁俘能器输出特性的影响研究
大的共振频宽。双稳态振动是典型的非线性振动，双稳态振子在振动过程中具有更大的振动幅值和工作频宽，便于产生更大的电量输出[6]。近年来，该方面研究受到了国内外学者的广泛关注，如王伟、曹军义等[7-8]根据人体腿部运动的振动特性，设计了一种适合于人体运动能量捕获的便携式双稳态压电悬臂梁俘能装置，建立了与腿部运动有关的时变双稳态势能函数，从理论和实验角度研究了含时变双稳态势能函数的压电能量捕获器的动力学特性和发电性能。张旭辉等[9]提出了双稳态磁力耦合式组合式压
机械与电子 2022年10期2022-11-01
- 湿热环境下反对称正交铺设双稳态扁壳的建模与非线性振动响应研究
100124)双稳态结构是由多层纤维增强材料铺设而成，是具有两种不同稳定状态的复合材料层合结构。在机械力、智能材料、温度场等外载荷驱动下，可由一种稳态转变为另一种稳态，并且无需持续的能量输入即可维持稳定构型。Hyer[1]最早发现非对称正交铺设圆柱壳结构具有双稳态特性。Daton-Lovett[2]发现反对称铺设的复合材料圆柱壳结构也能够呈现出规则圆柱状的两种稳态，引起了国内外诸多学者的广泛关注。双稳态复合材料结构作为基础制造而成的产品在实际使用过程中不可
振动与冲击 2022年19期2022-10-17
- 新型双稳态屈曲梁结构的低频跳跃稳定性分析
100088)双稳态结构具有2个稳定的平衡态，当外界输入载荷达到其跳跃突变所需的临界值时，将从一个稳定状态跳跃突变到另一个稳定的状态，从而实现能量的转移及消耗。双稳态可通过磁铁、弹簧、屈曲梁等结构产生，由于屈曲梁结构质量轻、体积小、适应性强，以及双稳态跳跃位移大等特性，受到学者们的广泛青睐，用在能量吸收和耗散的结构设计中[1-2]，尤其在能量采集[3-4]、隔振[5-6]等机械装置[7-9]方面有了大量的研究报道。Vangbo[10]建立了一个理论模型来跟
哈尔滨工程大学学报 2022年9期2022-10-09
- 新型恒力机构的设计与分析
机构一般为具有双稳态特性的双稳态梁。并联型恒力机构设计原理[10]如图1所示。图1 并联型恒力机构原理Fig.1 Principle of parallel constant force mechanism根据图1可得：(1)(2)式中：F1为正刚度机构的弹力；F2为双稳态机构在负刚度特性阶段的弹力；F为恒力机构的弹力；K1为正刚度机构的刚度；K2为负刚度机构在负刚度特性阶段的刚度；K为恒力机构刚度；x为机构的输入位移。当K1和K2大小相同时，相互抵消，机
山东理工大学学报（自然科学版） 2022年5期2022-08-18
- 真空断路器永磁机构的模拟试验研究
稳态永磁机构和双稳态永磁机构，二者的基本结构分别如图1、图2 所示。图1 双稳态永磁机构结构示意图图2 单稳态永磁机构结构示意图综合对比单稳态永磁机构和双稳态永磁机构的优劣势，可总结为如下几点：1）相比双稳态永磁机构，单稳态永磁机构合闸时还需克服弹簧的拉力，即单稳态永磁机构的合闸保持力要求较大；2）单稳态永磁机构在实际应用过程中存在永磁体退磁的风险；3）双稳态永磁机构相比单稳态永磁机构能够更好适应并满足断路器分闸特性较高的场合应用要求[3]。综上，永磁式真
机械管理开发 2022年6期2022-07-14
- 基于随机共振的滚动轴承故障诊断研究*
象是布朗粒子在双稳态势阱中，受周期策动力和噪声共同作用下表现出的一种非线性现象，双稳态随机共振故障诊断方法目前在光伏设备[1]、图像处理[2]、信号检测[3,4]和信号增强[5,6]等领域都有广泛的应用。滚动轴承是旋转机械的核心部件，其运行是否正常往往直接影响机械设备的运行状态，因此对于关键轴承的故障诊断就显得尤为重要。本文使用双稳态随机共振的诊断手段，将内滚道故障轴承振动数据输入双稳态系统引发随机共振，通过研究输出信号的幅值谱，实现了滚动轴承的故障诊断并
机械工程与自动化 2022年3期2022-06-24
- 振荡激波作用下受热壁板主共振特性分析
其是振动突跳与双稳态特性。1 振荡激波作用下受热壁板的非线性动力学方程1.1 控制方程当三维平壁板在流向上的尺寸远小于另一个方向的尺寸时，它可以简化为二维平壁板模型，这里仅考虑二维各向同性材料的壁板。振荡激波流场中的二维平壁板，边界条件为两端简支，如图1所示。壁板的长度为l，厚度为h，其中壁板厚度远小于壁板长度。壁板的上表面受振荡激波流场中非定常气动载荷的作用，入射斜激波前的气流密度、速度和马赫数分别为ρu,l，Uu,l，Mau,l，反射斜激波后的气流密度
振动与冲击 2022年9期2022-05-16
- 六层非对称正交双稳态复合材料层合板的动态跳跃研究1)
100124)双稳态复合材料层合板壳结构包括非对称、反对称等类型,具备较强的承载、变形能力和良好的轻质性,正日益成为航空航天领域关注的研究对象。在残余应力和几何非线性共同作用下,非对称铺设的复合材料层合板在固化之后会产生两个稳定的平衡构型和一个不稳定的平衡构型,从而形成了双稳态复合材料层合板。两个稳定平衡构型不需要持续的能量输入就能被维持并且在输入特定能量的情况下可以通过跳跃(snap-through) 实现互相转换。本文以六层非对称正交双稳态复合材料层合
力学与实践 2022年2期2022-04-28
- 可逆计数器的时序控制电路
号，去控制辅助双稳态和计数门，式中C2、C3、C4分别为第二、三、四位的或非门输出。3 时序控制电路控制系统用来协调计数显示系统和定时系统的同步工作，可执行手动操作和自动与半自动操作，它是定标器的指挥控制的神经中枢。控制电路由主控与辅控RS 双稳态触发器、定时门、双时钟计数门、时序门、秒信号发生器、时序分配器和手动开关等组成。控制系统的核心单元是RS 双稳态触发器，由两个三输入与非门交叉连接组成[2]。它的置位端S是手启动和自动启动的输入端，对应的输出端为
自动化技术与应用 2022年4期2022-04-26
- 双稳态电致变色离子凝胶的制备及其在织物上的应用
材料的稳态性。双稳态电致变色材料是一类在变色前和变色后都具备颜色稳态性的智能变色材料，在变色前后能够保持长时间的稳态显色，具有节能环保的意义，因此研发双稳态电致变色材料是一种很有前途的降低能耗的方法。目前也有许多方法和理论被用来开发双稳态电致变色器件，如质子耦合电子转移理论[1-2]，控制界面电荷转移[3-4]以及相变材料对染料颜色的低温固定化[5]。这些双稳态电致变色器件在节能领域具有潜在的应用价值。电致变色层是电致变色器件的核心层，与电致变色器件的响应
纺织学报 2022年2期2022-03-18
- 基于可伸展变形的双稳态圆柱壳计算模型
国内外研究中的双稳态复合材料层合结构主要分为平板型和圆柱壳型。平板型复合材料层合结构主要由特殊正交铺设的层合板在平板型模具上经高温、高压固化后，自然冷却至室温得到[2]；圆柱壳型复合材料层合结构主要由反对称铺设的层合板在圆柱形钢制模具中保压固化并冷却至室温后得到[3]。两种类型的双稳态复合材料层合结构呈现的双稳态特性均为比较规则的圆柱形，区别在于平板型非对称正交铺设层合板所示的两种稳态具有不同的曲率方向，而圆柱型反对称铺设圆柱壳所示的两种稳态具有相同的曲率
计算机集成制造系统 2022年2期2022-03-11
- 基于多稳态柔性机构跨尺度微夹钳研究
机械放大机构，双稳态及多稳态柔顺机构具有结构简单、易于制作、精度高、运动过程中摩擦磨损小等优点[4]。因此，本文基于多稳态柔性机构设计微夹钳。对于扩大微夹钳的夹持行程，国内外学者进行了大量的研究，目前主要是通过柔顺位移放大机构实现。常用的微位移放大机构主要有杠杆放大机构、桥式放大机构、斯科特放大机构。李佳杰[5]等设计了一种新型二级差动式杠杆微位移放大机构，经过优化设计后机构的位移放大倍数为48，但有限元仿真模型与理论模型的误差为8%；Zhao[6]等设计
价值工程 2022年7期2022-03-10
- 含弹性碰撞作用的双级双稳态结构振动能量采集研究
此该结构被称为双稳态结构。当受到一定程度的外激励作用，双稳态结构会呈现出特殊的跨阱振动，即振子质量在两个稳定平衡位置间大幅度“跳跃”［7］。这种力学现象有助于提升振动利用的工作带宽，提高结构的振动幅值，进而提高振动能量转换成电能的效率。国内外学者针对双稳态结构的非线性振动能量采集进行了深入研究。例如，Yang 等［8］和Wang 等［9］研究了基于双稳态压电梁结构的风致振动能量采集机理问题。Zhou 等［10］和Erturk 等［11］研究了磁致双稳态压电
振动工程学报 2022年6期2022-02-15
- 简谐激励下双弹簧非线性能量阱的优化*
了双弹簧结构的双稳态 NES.与零刚度立方NES不同，双稳态NES具有负刚度.ALShudeifat［13］的成果表明在瞬态激励下双稳态NES可以在更大的初始能量范围内实现比立方NES更好的振动抑制效果.Romeo等［14］进一步揭示了瞬态激励下双稳态NES的TET实现方式，即大激励条件下的非线性拍振和小激励条件下的阱间混沌运动.Qiu等［15］通过解析方法拓宽了双稳态NES在简谐激励下发生强调制响应的激励范围，提升了NES的减振性能.为改善双稳态NES阱
动力学与控制学报 2021年6期2022-01-06
- 耦合双梁的非线性压电俘能器设计及仿真研究
摘要：针对传统双稳态压电俘能器在低幅值激励下不易进行高能阱间运动的问题，设计了一种耦合双梁的非线性压电俘能器。利用集中参数法对系统进行了数学建模。对传统双稳态俘能器与本文所设计的俘能器进行了数值仿真，对比分析了两者在简谐激励与线性升频激励下的动态响应及俘能性能。仿真分析结果表明，通过调整系统结构参数，该非线性俘能器在工作频带内能够达到最大的平均功率。关键词：非线性;压电俘能器;双稳态;磁力;弹簧中图分类号：TN384文献标志码：A收稿日期：2020-09-
青岛大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-09-10
- 基于双环永磁体结构的多稳态能量采集器建模及性能分析
态拓频和非线性双稳态拓频，非线性单稳态拓频是利用非线性力学特性，使振动能量采集系统的频响曲线向低频或高频弯曲，以拓宽系统响应的带宽[7–9]。但是非线性单稳态能量采集器无法采集更低频的振动能量。而非线性双稳态拓频可以解决这一问题。Cottone 等[10]提出了基于磁斥力的非线性双稳态能量采集器，通过将矩形永磁体固定在倒立摆的自由端，同时在其正对面放置一块同极永磁体提供磁斥力。实验结果表明：合理永磁体间距下，系统呈现双稳态。双稳态能够显著提高采集器的输出功
噪声与振动控制 2021年4期2021-08-21
- 基于非线性系统的小信号检测算法研究
信号共同存在的双稳态系统中，在一定范围内增加噪声强度非但不会降低输出信号的幅度，反而还会增强信号幅度，提高系统的输出信噪比。这一现象就是随机共振现象。随机共振现象的发现，不仅颠覆了人们对噪声的认识，而且为微弱小信号的检测提供了新的研究方向。本文以通信数据链系统中小信号的增强与检测作为研究对象，对小信号在非线性双稳态系统中的增强性能展开了研究[2-6]。研究分析了在高斯白噪声背景环境下的双稳态系统随机共振特性以及基于双稳态随机共振系统的MSK 信号波形检测算
现代导航 2021年2期2021-05-20
- 驰振和基振复合作用下的双稳态能量采集系统动力学分析
工作频带，其中双稳态因其结构简单、容易实现被广泛采用.孙舒等[11]研究了压电悬臂梁双稳态能量采集系统的建模和分析方法，获得了不同激励频率、幅值以及磁铁间距对输出功率的影响规律.Li等[12]提出了一种改进的压电能量采集装置，将传统双稳态能量采集系统的外磁铁支撑方式改为动态耦合，通过数值模拟验证了该系统的优越性.曹东兴等[13]基于流致振动理论，设计了一种磁力耦合非线性涡激振动能量采集器，并通过理论和实验验证了其宽频能量采集效果.Zhou等[14]提出了一
中北大学学报(自然科学版) 2021年1期2021-02-25
- 变势能阱双稳态气动弹性能量收集的性能增强研究
]利用磁力产生双稳态，进行了尾涡驰振的双稳态能量收集研究，拓宽了结构对尾涡频率的响应带宽，从而降低能量收集器对风速变化的敏感度。Zhang等实验验证了磁力双稳态对涡激振动能量收集器输出电功率的增强作用[16]，然而双稳态同时引起了系统工作风速的提高，作者对此没有进行深入的研究。Zhou等研究了带有末端分叉的压电梁在气流扰动下的双稳态能量收集[17]，发现在不同的风速下，磁力双稳态可能激发能量收集器在势阱间(inter-well)跃迁，也可能将系统束缚在其中
航空学报 2020年9期2020-12-02
- 高兴团队提出一种由偏置电压控制切换的双稳态锥形介电弹性体振荡器
电压控制切换的双稳态锥形介电弹性体振荡器方面的研究取得进展。相应成果为“Cao CJ, Hill TL, Li B, et al. Nonlinear dynamics of a conical dielectric elastomer oscillator with switchable mono to bi-stability [J]. International Journal of Solids and Structures, 2020, 10.1
集成技术 2020年6期2020-11-30
- 基于归一化随机共振的水下微弱目标检测方法
检测。1 经典双稳态系统随机共振系统在噪声对非线性系统的作用中，双稳态系统是研究最多的一类非线性系统，受到噪声n(t)与外部周期驱动力s(t)=Acos(2πft)作用的双稳态系统可以由下面的Langevin方程(LE)描述，即dx/dt=ax-bx3+Acos(2πft)+n(t)(1)式中x(t)为双稳态系统输出信号，a、b为系统的结构参数，n(t)为均值为零，强度为D的高斯白噪声，且有E[n(t)n(t+τ)]=2D0δ(τ)。噪声n(t)也可表示为
电声技术 2020年4期2020-07-16
- 基于三稳态随机共振的滚动轴承早期故障诊断研究
断的目的。随着双稳态随机共振机理探讨的深入开展[3-6]，双稳态随机共振在航空轴承诊断、刀具监测、船舶辐射噪声检测、图像去噪等领域有诸多应用[7-10]，双稳态随机共振的技术应用日趋成熟。然而目前针对三稳态随机共振开展的相关研究还相对较少。因此，本文通过研究三稳态随机共振理论，将其作为故障诊断基本方法完成滚动轴承早期故障诊断。1 三稳态随机共振双稳态随机共振是布朗粒子在双稳态系统中，同时受周期策动力与噪声的协同作用下表现出的非线性现象[11]。具体可表现为
机械制造与自动化 2020年3期2020-07-16
- 双稳态线性力执行器静动态特性
出了一种动铁式双稳态永磁执行器。通过高性能永磁体的引入以及关键结构参数的设计，优化了执行器力—位移特性曲线的线性度，从而提升了执行器的驱动能力，在产生足够保持力同时提升启动力。为确保性能的稳定性以及降低能耗，提出了脉冲电流激励模式，同时分析了激励参数对执行器动态响应的影响。仿真及试验结果表明：力—位移特性曲线线性的主要影响因素为永磁体高度，衔铁高度仅仅影响行程端部的线性，而衔铁半径只是影响力—位移特性曲线的斜率。执行器样机保持力为370 N，启动力达158
电机与控制学报 2020年6期2020-07-14
- 一种黑白反射式双稳态显示器件及材料的研究
限公司关键字：双稳态 反射 高折射率 胆甾相 白底黑字 高对比度 低电压驱动1 引言二十世纪末胆甾相液晶在零场下具有多稳定相态织构的现象被发现，随后人们对胆甾相液晶应用于显示技术的研究越来越广泛，其中一种新兴显示技术模式逐渐发展起来并且受到广泛关注，它就是反射式胆甾相液晶显示(简称：Ch-LCD，Cholesteric liquid crystal display) 。这种显示模式可以在零电场条件下长时间保持显示的内容，具有零场记忆特性优势 ，并且能耗十分
数码世界 2020年4期2020-06-18
- 一种基于自适应双稳态随机共振的中介轴承故障诊断方法
大的难度。1 双稳态随机共振系统双稳态随机共振理论是指基于非线性系统环境，融合所采集周期信号以及噪音信号，增强微弱故障信号参数。[2]作为应用作为广泛的非线性系统之一，双稳态系统最典型特点即双稳态平衡关系。[3]在受到外力作用以及随机白噪声影响的情况下，双稳态系统可以用式(1)进行描述。(1)将用结构参数a，b所描述的非线性双稳态势函数代入双稳态系统中，同时定义系统输出为x，s(t)为外部输入信号作用力，Γ(t)为高斯白噪声，则可以将双稳态随机共振系统描述
浙江水利水电学院学报 2020年2期2020-06-11
- 双稳态结构中的1/2次谐波共振及其对隔振特性的影响*
改稿)以典型的双稳态系统—屈曲梁结构为例, 基于等效模型, 结合解析、数值和实验手段, 研究了双稳态结构中的1/2次谐波共振特性、演化过程、参数调节规律及其对隔振特性的影响. 研究发现, 当非线性刚度系数或激励幅值增加到一定程度时, 系统会在一定带宽下产生显著的1/2次谐波共振; 随着激励幅值增加, 阻尼系统的1/2次谐波遵循“产生-增强-衰退-消失”的过程, 该过程对峰值频率和峰值传递率有重要影响; 适当提高非线性强度能有效改善双稳态结构隔振特性. 针对
物理学报 2020年6期2020-04-03
- 含初应力复合材料柱壳结构的双稳态特性
材料圆柱壳结构双稳态特性的影响，采用经典板壳理论建立复合材料圆柱壳力学模型，基于层合结构本构关系推导用双参数表达的系统应变能公式;根据最小势能原理得到双稳态产生的条件和稳态时的曲率表达式。利用Abaqus软件构建圆柱壳的有限元模型，通过附加边界弯矩对柱壳稳态跃迁过程进行模拟。理论计算结果与有限元结果的对比验证理论模型的正确性。分析结果表明：当初应力满足一定条件时，复合材料柱壳结构在其变形过程中有2个稳定平衡位置，并且在稳定平衡位置结构都不产生扭转变形;2个
计算机辅助工程 2020年4期2020-01-11
- 双稳态液晶显示技术的研究进展分析
方摘 要：针对双稳态液晶显示器而言，其具有诸多优点，如可柔性化、轻便及节能等，因而在诸如射频标签、智能卡、电子书及写字板等领域当中得到广泛应用。本文分别从液晶的向列相、近晶相与胆甾相三方面，就其双稳态显示模式、显示原理及最新进展作一探讨，望能为此领域研究有所借鉴。关键词：双稳态；液晶显示；柔性显示1968年，世界首台液晶显示器诞生。而到了1972年，有研究成功研制出世界首台扭曲向列相液晶显示器（TN-LCD），在此之后，其便在诸如汽车显示、手表、计算器及测
科学与财富 2019年19期2019-12-11
- 一种新型液压阀用电磁驱动机构的设计与研究
驱动机构主要由双稳态永磁操动机构、隔磁铜片和MRD三部分组成，双稳态永磁操动机构的驱动杆和MRD的活塞杆做成一体式的，双稳态永磁操动机构与MRD之间安装有铜片，这样能防止双稳态永磁操动机构中的磁场对MRD中的磁流变液(MRF)性能的影响。其中MRD由端盖、缸体、线圈、活塞、驱动杆等组成，在缸体内部充盈着磁流变液；双稳态永磁操动机构由上端盖、上线圈、永磁体、下线圈、动铁心、机体以及下端盖组成，图1所示是该新型阀用电磁驱动机构的示意图。1．MRD 2.隔磁铜片
液压与气动 2019年5期2019-05-21
- 复合材料层合结构在防覆冰/除冰系统中的应用
，例如可变形的双稳态结构材料[4]和仿生超疏水材料[5]。非对称正交铺设的双稳态结构材料由平板高温固化并自然冷却至室温后自然形成屈曲形态，而屈曲形态的形成是由于结构内部存在残余热应力，因此，通过加热的方式可以释放残余热应力[6-7]，驱动双稳态结构产生稳态转变，从而形成一种新型电热-机械耦合机制[8]。超疏水材料在防覆冰领域也备受关注，特殊的浸润特性使水滴在其表面的接触角较大、不易黏附，且具有延长水滴结冰时间的特性[9]；同时，超疏水材料的表面能较低，可以
中国机械工程 2019年7期2019-04-23
- 反对称铺设复合材料圆柱壳双稳态特性的温度影响理论模型与数值分析*
合材料结构称为双稳态复合材料结构，其不仅能克服单一材料的性能缺陷，并且在无需持续外载荷的作用下能分别稳定保持在两种稳态。根据材料不同的铺设方式，它又可分为非对称、对称与正交双稳态结构[1-2]。由于其优异的性能，诸多学者展开了对该特殊结构特性的研究。HYER[3-4]对非对称铺设圆柱壳结构展开了讨论，通过实验结果与其提出的理论进行对比验证，发现两个稳态的曲率方向是相反的；DATON-LOVETT[5]发现了反对称圆柱壳结构与非对称圆柱壳结构特性有所不同，即
机电工程 2018年12期2019-01-02
- 随机共振基本理论介绍
稳态随机共振、双稳态随机共振，以及多稳态随机共振。其中研究较为成熟的是单稳态随机共振和双稳态随机共振，而双稳态随机共振与通信信号中的0,1二值可以较好地适配，因此得到了更为广泛的应用。因为多稳态系统的研究难度较大，所以应用较为有限。经典的随机共振理论主要讨论的是双稳态随机共振模型，其中包含的主要理论有：驻留时间的分布特性、随机共振的响应过程、特征值研究、绝热消去理论等。2 两个动力学方程2.1 朗之万运动方程朗之万运动方程讨论的是忽略重力条件下的布朗粒子。
数码世界 2018年9期2018-10-19
- 低信噪比下卫星通信信号的非线性增强算法
有单稳态系统、双稳态系统、阈值系统、广义随机共振系统等等[5-7]。由于噪声在双稳态系统中的非线性作用最为明显，且关于双稳态系统的理论研究较为成熟，因此，非线性双稳态系统成为最常使用的随机共振系统[4-10]。目前，关于双稳态系统的信号处理研究中，主要针对周期正弦信号和非周期二进制脉冲振幅调制(PAM)信号开展了相关理论研究[8-10]。然而，卫星通信信号通常采用信息传输速率较高的正交相移编码(QPSK)信号调制方式，目前采用双稳态系统的QPSK信号处理研
舰船电子对抗 2018年3期2018-08-28
- 一种基于随机共振的无人机侦察图像增强方法
-17]。鉴于双稳态随机共振系统本身的特点，本文开展了双稳态系统在二值图像增强中的定量研究。1 传统的图像增强算法传统的图像增强算法主要有中值滤波法[5-6]、维纳滤波法[7-8]等等，这些算法的原理都是根据图像信号本身的特点、噪声的统计特性和频谱分布规律，在消除噪声影响的同时尽可能地保留原始图像的有用信息，从而实现图像增强。(1) 中值滤波法：中值滤波法基于排序统计理论，其原理是通过抑制噪声实现图像增强的非线性图像信号处理算法。该算法将图像中每一个像素点
舰船电子对抗 2018年2期2018-06-19
- 采用双稳态电磁阀三门电冰箱某个室不制冷时故障的快速诊断技巧
)1 前言采用双稳态电磁阀的三门电冰箱是目前家庭使用比较广泛的一种电冰箱，由于不少维修技术员对此产品控制系统的特点和制冷系统结构不了解，按传统的二门冰箱的维修方法去判断维修，导致某些故障经常出现误判，有时甚至花大量的时间都不能检查出此故障是控制系统造成的原因还是制冷系统的原因引起的。最后只能用传统的方法进行零部件替换维修，既浪费了大量的时间，也对电冰箱结构造成了不必要的破坏，同时也增加用户的维修成本。2 双稳态电磁阀的特点与控制原理2.1 双稳态电磁阀的特
制冷 2018年1期2018-04-26
- 基于高通量计算的海量传感器信息分析虚拟芯片平台研究∗
通过搭建非线性双稳态动力学模型并行提取多传感器信息特征，以获取农业物联网信息。采用非线性信号特征分析模型，最终构建海量传感器信息高通量计算分析虚拟芯片平台，解决了农业物联网中海量传感器信息计算延迟问题。高通量；传感器；虚拟芯片1 引言物联网被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。它是以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络［1］。在这背后，则是在物体上植入各种微型芯片，用这些传感器获取物理世界的各种信息，再通过
计算机与数字工程 2017年12期2018-01-04
- 考虑非线性阻尼的双稳态电磁式吸振器的动力学特性研究
虑非线性阻尼的双稳态电磁式吸振器的动力学特性研究刘丽兰， 任博林， 朱国栋， 杨倩倩(西安理工大学 机械与精密仪器工程学院， 西安 710048)将非线性阻尼引入到双稳态电磁式振动能量捕获器中，提出了考虑非线性阻尼的双稳态吸振器。建立了考虑非线性阻尼的双稳态吸振器和主系统的力学模型和数学模型。分析了考虑非线性阻尼的双稳态吸振器随非线性阻尼系数的分岔情况。数值仿真研究发现，特别是在频率共振区域，考虑附加非线性阻尼的双稳态吸振器比线性阻尼的双稳态吸振器对主系统
振动与冲击 2017年17期2017-09-25
- 基于分段线性非饱和随机共振的机械早期故障诊断方法研究
种基于分段线性双稳态势函数模型的非饱和随机共振方法。该方法通过分段线性化的势函数代替经典的双稳态势函数，然后利用频移尺度变换实现机械设备振动信号的小参数化，使其满足随机共振系统的输入条件；最后，将系统输出信号的信噪比作为遗传算法的目标函数，优化非饱和随机共振系统参数，实现机械设备早期故障特征的增强与提取。仿真分析表明该方法可以有效地提取淹没在强噪声背景下的微弱故障冲击特征，而且轴承实验证明提出的方法能够有效增强与提取故障特征频率。仿真与实验结果进一步表明提
中国测试 2017年8期2017-09-11
- 城市轨道交通信号系统倒切电路设计
介绍了一种利用双稳态继电器进行新旧系统切换的倒切电路。该倒切电路通过采用满足SIL 4安全级别的双稳态继电器实现室内新、旧系统对室外设备的分时控制，以及赋予不同人员的操作权限，从管理和技术两方面确保电路的安全性。在实际案例应用中，该倒切电路表现出操作简洁、安全性高、显示清晰等优点。城市轨道交通；信号系统；倒切电路；轨旁设备；分时复用Author′s addressWuhan Metro Operation Co.，Ltd.，430061，Wuhan，Chi
城市轨道交通研究 2017年7期2017-08-01
- 自适应二阶双稳态随机共振的微弱特征增强检测方法研究
5）自适应二阶双稳态随机共振的微弱特征增强检测方法研究罗 毅（贵阳学院机械工程学院，贵州 贵阳 550005）针对大型机械设备运行环境恶劣故障特征难以提取的问题，提出一种自适应二阶双稳态随机共振方法。首先系统输出信号的信噪比作为蚁群算法的自适应度函数，然后采用蚁群算法优化二阶随机共振系统的参数和阻尼因子，再利用优化得到的最佳参数设置二阶随机共振系统，最后实现微弱故障特征的增强与提取。数值仿真分析表明：该方法可以有效地提取淹没在强噪声背景下的微弱正弦信号；而
中国测试 2017年6期2017-07-31
- 含Kerr缺陷函数型光子晶体低阈值双稳态的对比研究
光子晶体低阈值双稳态的对比研究王 筠*(湖北第二师范学院 物理与机电工程学院 信息科学与技术研究院， 武汉 430205)运用非线性传输矩阵法对比研究含Kerr缺陷余弦函数型和Sinc函数型光子晶体的光学双稳态.结果表明，选取中心层为Kerr缺陷层的对称结构可以大大降低双稳态阈值；在缺陷层光学厚度不变的前提下，减小中心缺陷层线性折射率而增大两侧介质层周期数均可以实现更低双稳态阈值；研究还表明，在介质层光学厚度相同的前提下，介质层折射率分布函数选取余弦函数形
华中师范大学学报（自然科学版） 2017年1期2017-06-01
- 宽频激励下双稳态压电振动发电机供电能力分析
)宽频激励下双稳态压电振动发电机供电能力分析何青1，毛新华1,2，褚东亮1(1.华北电力大学 电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，北京 102206；2.北京中丽制机工程技术有限公司，北京 101111)摘要:为了探讨双稳态压电振动发电机在宽频激励下的供电能力问题，建立了宽频激励下双稳态压电振动发电机系统的动力学模型，仿真了双稳态压电振动发电机系统的输出响应特性和不同运动状态的输出电压特性，研究了双稳态压电振动发电机系统运行在高能量轨道上的激励条件，
电机与控制学报 2016年7期2016-07-14
- 双稳态屈曲梁压电发电结构非线性动力学分析*
100124）双稳态屈曲梁压电发电结构非线性动力学分析*曹东兴†孙培峰 姚明辉 胡文华 张伟（北京工业大学机电学院机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室，北京 100124）建立了磁场力作用下双稳态屈曲梁发电结构非线性动力学方程，利用Galerkin离散和多尺度方法分别分析了一阶离散和二阶离散系统的非线性动力学特性.分析了系统阻尼、外激励幅值和外激励频率对该发电结构振动特性的影响，获得了频率响应曲线；分析了系统在1∶2内共振情况下动力学行为，数值结果表明
动力学与控制学报 2016年6期2016-05-19
- 边界条件对有限长正方形棱柱气动力的影响
风压与气动力的双稳态现象在湍流边界层内基本消失。经POD分析，确定了对称与反对称等两种典型风压分布状态对脉动风压的贡献率。均匀流中，柱体两端附近风压脉动由对称或准对称风压分布所控制；而柱体中部则由反对称风压分布控制。湍流边界层中所有高度风压脉动均由反对称风压分布控制。两种边界条件下，仅反对称形态的POD模态具有明显周期性并对柱体气动力周期性起支配作用。尽管对称风压POD模态在某些位置占支配地位，但其无明显周期性。关键词：有限长棱柱;气动力;边界层条件;双稳
振动与冲击 2016年5期2016-04-21
- 一种非线性双稳态人体运动能量俘获技术
)一种非线性双稳态人体运动能量俘获技术王伟,曹军义,林京,周生喜,蔡云龙(西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,710049,西安)针对传统线性压电悬臂梁频带过窄且难以与人体运动相匹配的问题,考虑人体小腿的运动特点,设计了一种双稳态磁耦合压电悬臂梁应用于人体运动能量俘获,利用运动过程中小腿的摆动及其与地面间的冲击产生的加速度使悬臂梁跨越势阱提高俘能效率。以哈密顿原理及人体运动信号为基础,建立了用于人体运动能量俘获的非线性动力学模型。根据人体腿部运动
西安交通大学学报 2015年8期2015-12-27
- 随机激励下双稳态压电振动发电机的振动特性
6）随机激励下双稳态压电振动发电机的振动特性何 青，毛新华，褚东亮（华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京市 102206）基于双稳态压电振动发电机系统参数的非线性，建立了随机激励环境下压电振动发电机的动力学模型。研究了振源频率改变、振源个数选取和振幅变化对系统输出响应的影响，分析了磁间距变化对系统双稳态特性和输出电压的影响。结果表明：当振源频率或振幅改变时，系统响应表现为小幅周期运动、大幅混沌运动和小幅周期运动。当多个振源激励时，压电振动发电机具有更大
噪声与振动控制 2015年2期2015-12-03
- 非线性压电振动能量采集器的振动特性与实验研究*
力，构造了一种双稳态非线性压电振动能量采集器；综合考虑能量采集器的动态振型与轴向应变分布情况，建立了系统非线性机电耦合集总参数运动控制模型，并利用4阶、5阶Runge-Kutta算法对能量采集器的非线性振动特性进行了数值模拟；利用谐波平衡法计算获得了能量采集器的幅频响应方程，数值分析了激励频率、激励幅值以及磁铁间距等对系统非线性振动特性的影响，发现双稳态运动可以极大地提高能量采集器的频率响应范围和能量采集效率，并且能量采集器在低频、低幅值激励情况下可以产生
传感技术学报 2015年10期2015-11-28
- 双稳态共振技术在高速切削刀具早期故障诊断中的应用
警。1. 基于双稳态共振的微弱信号放大原理随机共振是一种特殊的非线性振动现象，产生随机共振的三要素为：非线性系统、信号及噪声。其中，非线性系统一般取非线性双稳态系统。式中， 为速度；a、b为系统参数；A为周期信号的振幅；f为周期信号的频率；D为噪声信号的强度；ξ（t）为随机噪声；x为系统输出位移；t为时间。其势能函数如下：式中，V（x）为系统的势能函数；a、b为系统参数；x为系统输出位移。根据绝热理论和文献研究结果，其系统的输出信噪比为式中，S N R为系
金属加工(冷加工) 2015年21期2015-05-09
- 反对称铺设的单曲率椭圆形壳结构双稳态性能研究
率椭圆形壳结构双稳态性能研究柴国钟，叶钢飞，张征，吴化平(浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江 杭州 310014)摘要：通过垂直于圆柱壳方向的圆柱截取反对称铺设的双稳态圆柱壳结构的方法，可得到一种新型的单曲率椭圆形双稳态壳结构，此结构具有伸展和卷曲两种稳定状态.通过最小势能原理对双稳态椭圆形壳结构进行理论研究，得到其卷曲半径理论解，并与有限元模拟结果进行对比来研究不同参数，包括截取半径、圆柱壳的初始半径、铺设层数和铺设角度等对椭
浙江工业大学学报 2015年1期2015-02-18
- 基于谐波平衡法的双稳态压电发电系统非线性振动特性研究
机、宽频激励。双稳态压电系统在周期或随机激励下，可在低宽频下产生大幅运动，为最可能实现利用振动发电的结构之一[1]。Erturk等[2-3]将Moon与Holmes双稳态模型[4]用于压电发电，通过实验及数值计算分析双稳态压电悬臂梁响应与输出特性。Stanton等[5]通过对双稳态压电发电悬臂梁建模、数值计算及实验研究，获得叉形分岔的对称破缺、多吸引子共存、混沌、大幅运动等现象。Andò等[6]给出工作在双稳态下的MEMS设备分析模型。Arrieta等[7
振动与冲击 2014年6期2014-09-05
- 基于双稳态机制的低g值微加速度开关
弹性机制不同，双稳态机制具有突变弹跳阈值和稳态保持的特性，因此，可以被用于加速度开关中的弹性梁单元，进而提高检测灵敏度并且增加响应速度。同时，双稳态机制可以保持“开启”和“闭合”状态，这样可以在没有辅助的条件下，延长接触时间。目前，许多基于双稳态机制的加速度开关被研究和报道。赵剑等[12-14]设计并制作了宏观尺寸的双稳态加速度开关，此开关具有精确的响应阈值和良好的保持特性。文献[15]介绍了两种使用平行双稳态机制，并且具有高灵敏性的小尺寸加速度开关。但是
仪表技术与传感器 2014年6期2014-03-21
- 变刚度双稳态电磁式振动发电机的AMESim仿真分析
磁铁，构建一种双稳态拾振机构;土耳其中东科技大学的Ibrahim Sari等人采用多悬臂梁阵列结构［6］;上海交通大学的马华安等人设计了在悬臂梁上放置永磁铁，并在梁的上下方放置永磁铁这样一种结构［7］。以上这些结构都起到了拓宽响应频带的作用，其中双稳态结构的应用是当前研究的新方向。但以上结构在弱信号小振幅激励下，无法形成双稳态的情况，本文采用变刚度弹性机构，发电机在小振幅激励下，提高响应振幅，形成双稳态，从而拓宽响应频带，提高发电功率。1 双稳态振动发电工
微特电机 2013年4期2013-02-22
- 基于光纤迈克尔逊干涉仪的光学双稳态器件研究
引 言由于光学双稳态器件 （Optical Bistability Device，简称为OBD）能直接处理光信号，并具有带宽大、开关时间短、并行处理信号等优点，所以在光信息处理［1－2］、光检测、快速光开关、光逻辑门［3－4］、激光功率稳定器［5］、高速光纤通信、光存储领域及光学计算机等技术应用广泛［6－8］。实验中的混合型光学双稳态装置，在ASE光源1 525～1 565nm的40nm带宽范围内得到了频域可连续调变的光输出。光纤迈克尔逊干涉仪 （Mich
黑龙江大学工程学报 2012年4期2012-10-17
- 非对称半导体量子阱中的光学双稳态与多稳态
量子阱中的光学双稳态与多稳态陈爱喜，陈 渊，杨绍海（华东交通大学基础科学学院，江西南昌 330013）研究了一个非对称半导体量子阱结构中基于带间跃迁的光学双稳态与多稳态行为。量子阱结构被放置在一个单向环形腔中，并与一个控制场和一个探测场同时作用，详细讨论了合作参数、控制场强度、频率失谐对系统光学双稳态及多稳态的影响。半导体量子阱易集成、易调节，其光学双稳与多稳特性具有重要实际应用价值。量子阱；光学双稳态；频率失谐近些年来，量子阱系统中类似量子相干和干涉的现
华东交通大学学报 2011年3期2011-03-07