實驗名稱：集成電容傳感器的壓電致動大角度FSM實驗研究　　研究方向：壓電快反鏡、基于動力學模型輸入-輸出特性驗證、基于電容傳感器反饋PID閉環控制驗證、壓電致動FSM靜動態特性測試驗證、變幅值/變頻率驅動信號控制效果驗證　　實驗目的：開發集成電容傳感器反饋的壓電致動大角度FSM原型并搭建對應的實驗測試系統，通過實驗測試該FSM的靜力學和動力學特性（包括掃描角度、角度階躍響應、角度分辨率、固有頻率等），驗證所建立的動力學模型對FSM輸入-輸出特性的表征有效性，同時驗證基于電容傳感器反饋的閉環控制器在補償壓電陶瓷遲滯特性、提高掃描角度精度方面的效果，最終通過變幅值和變頻率驅動信號的控制實驗，確認該FSM在光束調控技術領域的潛力和實用性。　　測試設備：電... ...  查看全文>

　　實驗名稱：超聲微機器人的制備、振動特性表征、運動性能測試及在復雜管道環境中的實驗研究　　實驗目的：探究超聲驅動頻率、電壓及管道尺寸等關鍵參數對微機器人運動性能的影響，通過MEMS基壓電薄膜與頻率調制技術，驗證其高速、低壓、強爬坡與高負載能力，以支撐復雜管道的高效實時檢測需求。　　測試設備：函數波形發生器、電壓放大器、電極引線及管道固定裝置、集成光學高速相機、激光多普勒測振儀、紅外熱像儀及精密位移平臺、掃描電子顯微鏡、阻抗分析儀以及有限元仿真平臺　　實驗過程：以超聲微機器人為研究對象，通過MEMS基超薄壓電復合薄膜結構與超聲頻率調制技術，實現狹窄管道內超快雙向運動驗證。首先完成機器人制備與結構表征，利用SEM和阻抗測試確認共振頻率及振動模式；隨后結合... ...  查看全文>

　　主動約束層阻尼結構采用壓電或其他智能材料取代經典約束層阻尼結構中的約束層，并通過引入主動控制系統，進一步增強約束阻尼層對振動能量的耗散能力。即使在主動控制系統關閉或失效的情況下，仍能保持被動阻尼的效果。這種處理策略本質上是一種主-被動混合阻尼的處理方法，具有靈活、高效以及適應性強的特點。。同時，結構聲主動控制技術已經較為成熟，作為傳統被動降噪措施的一種有效補充，該技術可以進一步有效提升結構在低頻段的空氣聲隔聲性能。　　實驗名稱：主動約束層阻尼板的空氣聲隔聲及阻尼特性測試　　實驗原理：基于“壓電-聲場-結構”多物理場耦合理論，利用壓電陶瓷的逆壓電效應與粘彈性阻尼層的耗能特性，通過速度負反饋控制策略構建主-被動混合阻尼系統，探究主動約束層阻尼板的空氣聲... ...  查看全文>

　　針對結構的損傷位置定位檢測，在前幾章的所得到的超聲導波基本理論、導波的激勵方式以及相對應的仿真結果基礎上，搭建超聲導波對不同結構損傷定位的檢測平臺。對比損傷前后接收傳感器所接收到的信號的數據變化，根據信號的數據變化，結合四點圓弧法對損傷位置進行檢測定位。　　實驗名稱：基于Lamb波的機翼蒙皮結構損傷識別的實驗研究　　實驗原理：基于Lamb波的結構健康監測系統，由信號發生器激勵Lamb波信號，壓電傳感器將電信號轉為機械振動并帶動被測板件振動，使Lamb波在結構中傳播，其他位置的壓電接收元件通過逆壓電效應將機械振動轉回電信號，經示波器采集后傳輸至PC機，通過分析響應信號完成板件損傷定位。　　實驗框圖：　　實驗實拍圖：　　實驗過程：搭建含信號發生器、高壓... ...  查看全文>

　　實驗名稱：基于EMD綜合模型的壓電MFC執行器致動的柔性懸臂梁寬頻帶線性化控制　　實驗目的：驗證基于MPI模型的前饋和復合線性化控制方法能否有效降低壓電MFC執行器低頻遲滯特性對柔性懸臂梁輸出位移精度的影響，同時驗證基于EMD綜合模型的前饋和復合線性化控制方法能否補償寬頻帶內遲滯、蠕變及結構動力學特性的綜合影響，通過對比兩種控制方法中前饋與復合控制的效果，實現柔性懸臂梁寬頻帶輸入-輸出關系的線性化，提升其輸出位移精度，為壓電MFC執行器致動系統的寬頻帶高精度非線性控制提供實驗支撐。　　測試設備：ATA-2041高壓放大器、壓電MFC執行器致動的柔性懸臂梁、計算機、測振儀控制器、實時仿真系統、測振儀光學頭。　　實驗過程：搭建了壓電MFC執行器致動的柔... ...  查看全文>

　　柔性傳感器是智能系統關鍵技術，但其介電層制備中傳統方法難以精準調控鐵粉分布，制約了傳感器性能提升。聲學流技術因非接觸、高精度等優勢可實現液態介質顆粒精準排布，本研究提出基于該技術的Fe/硅膠復合介電層調控方法，先通過COMSOL仿真分析75.49kHz頻率下聲學流對液態硅膠中鐵粉的驅動作用，再經25wt%鐵粉液態硅膠實驗，驗證了技術的有效性，實現了復合介電層形貌調控。　　實驗名稱：聚集鐵粉的聲學流實驗　　實驗原理：通過信號發生器和功率放大器驅動超聲換能器，使超聲針在75.49kHz頻率下產生振動，在鐵粉質量分數為25wt%的液態硅膠中形成特定聲學流場，利用聲學流的驅動力帶動鐵粉向超聲針區域定向聚集，同時結合超聲針振動幅度與聲學流影響范圍的關聯，實現... ...  查看全文>

　　本章制備壓電驅動器定子，并對驅動器實驗平臺進行設計。首先，介紹使用的PZT-5壓電陶瓷和鈹青銅的基本屬性，并詳細說明驅動器定子的制作過程；之后，設計驅動器實驗平臺,包括系統總體設計、軟件平臺和驅動器特性實驗平臺，最后，搭建驅動器實驗的硬件平臺。為后續粘滑式壓電驅動器實驗做準備。　　實驗名稱：粘滑式壓電驅動器實驗　　實驗原理：實驗基于粘滑原理，借逆壓電效應使定子形變，分粘滑階段實現運動，測試位移、頻率等特性，改進鋸齒保持波減小回退，以蒸餾水模擬胰島素，驗證驅動器驅動胰島素泵的可行性。　　實驗框圖：　　實驗實拍圖：　　實驗過程：實驗先測試驅動器位移、頻率、電壓、負載特性，用激光位移傳感器等設備，在不同頻率、電壓、負載下采集數據；再設計鋸齒保持波，與傳統... ...  查看全文>

　　實驗名稱：遠程FBG對光纖中縱波的傳感器響應特性實驗　　研究方向：通信工程、光纖通信與光電子技術、結構健康監測　　實驗目的：本實驗為明確遠程FBG作為縱波共振傳感器與縱波駐波傳感器的界定條件；同時研究尾纖長度（第一尾纖L1、第二尾纖L3）對遠程FBG縱波響應特性的影響；驗證光纖縱波傳播的共振頻率理論模型與實驗結果的一致性。　　測試設備：　　1、聲激勵設備：函數信號發生器、高壓放大器（AigtekATA-2021H）、PZT5-3300、壓電纖維片　　2、FBG傳感解調設備：FBG、窄帶激光光源、光環行器、隔離器　　3、信號接收處理設備：光電探測器、數據采集卡、計算機（LabVIEW軟件）　　4、輔助材料：環氧樹脂、耦合劑、聚酰亞胺膠帶圖1傳感器實驗... ...  查看全文>

　　隨著科技日新月異的發展，重點工程領域結構向著大型化、復雜化的智能結構發展，其中，各種類型的板狀結構被廣泛應用。大型結構的服役周期一般在幾十年以上，且由于其設計理論的限制、所處環境大多在戶外以及結構之間的荷載等原因，在服役過程中會因為外界無法避免的自然狀況帶來的環境荷載以及結構本身受不完善的設計理論以及材料、結構的疲勞之間的耦合作用，造成大型結構的損傷破壞，所以對大型結構的健康狀況進行定期的健康監測和健康管理已經變成刻不容緩的問題。　　實驗名稱：環形柔性IDT及其陣列的制備與傳感性能實驗　　實驗原理：實驗基于壓電效應（PVDF材料實現機電信號轉換）、IDT寬頻帶設計（優化叉指參數實現多頻率融合）、環形陣列全方位特性（周向波束指向性一致）及Lamb波傳... ...  查看全文>