微機(jī)電系統(tǒng)MEMS仿真與建模

設(shè)計研制了一種小體積、低成本、可擴(kuò)展的低電壓非硅基底1×4微機(jī)電系統(tǒng)光開關(guān)。開關(guān)單元由電磁驅(qū)動,微反射鏡繞直徑100μm轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,驅(qū)動電壓為5v,開關(guān)時間小于2ms,插入損耗小于0.84db,具有斷電自鎖功能。器件構(gòu)造工藝采用微細(xì)電火花加工技術(shù)。用有限元法分析受力和磁場,進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,并著重介紹開關(guān)的實現(xiàn)及性能

介紹了微機(jī)電系統(tǒng)的基本概念、醫(yī)療用微機(jī)電系統(tǒng)的研究和幾種典型的應(yīng)用實例。

目前對于電梯門系統(tǒng)的性能分析局限于驅(qū)動控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)獨立的分析。針對這一局限建立了電梯門系統(tǒng)機(jī)電耦合模型并探討門機(jī)的機(jī)電耦合性能。仿真結(jié)果表明:調(diào)整門電機(jī)參數(shù),門機(jī)運(yùn)行曲線隨之改變,從而可以判斷出開關(guān)門是否到位,也為門電機(jī)參數(shù)的設(shè)置提供參考;改變模型中門機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的性能,影響門驅(qū)動電機(jī)的參數(shù),這為監(jiān)控門電機(jī)參數(shù)變化來分析門機(jī)機(jī)械性能的方法提供了有力依據(jù)。

針對實現(xiàn)二維仿射變換的光學(xué)方法進(jìn)行了研究。鑒于采用道威棱鏡、反射鏡和縮放透鏡實現(xiàn)光學(xué)仿射變換具有調(diào)節(jié)困難、精度低、靈活性差和穩(wěn)定性差等缺點,提出了基于光纖傳像束和mems(微機(jī)電系統(tǒng))光交叉連接的方法。通過利用mems光交叉連接可以實現(xiàn)任意端口間的交換特性,與光纖傳像束結(jié)合能夠用光學(xué)方法實現(xiàn)任意仿射變換?？朔松鲜鰡栴}。光學(xué)實驗與數(shù)字仿真實驗的對比有力地證實了該方法的優(yōu)越性。

基于微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)的四位移相器設(shè)計

為探究多種擾動下水電站水機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性,基于matlab/simulink軟件提供的用戶自定義建模功能,建立了水電站水機(jī)電系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)的simulink仿真模塊,根據(jù)系統(tǒng)的接線結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特性,最終搭建出完整的水電站水機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)仿真模型。在此基礎(chǔ)上,針對孤網(wǎng)與聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式下水電站水機(jī)電系統(tǒng)受擾動后的動態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析,所涉及的擾動形式包括負(fù)荷擾動、功率調(diào)節(jié)擾動、短路故障擾動等。仿真結(jié)果表明,所建立的動態(tài)仿真模型能準(zhǔn)確描述系統(tǒng)受擾動后的動態(tài)響應(yīng),從而為探討水電站水機(jī)電耦合作用機(jī)理及控制器的參數(shù)整定提供了可靠的仿真平臺。

為探究多種擾動下水電站水機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性,基于matlab/simulink軟件提供的用戶自定義建模功能,建立了水電站水機(jī)電系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)的simulink仿真模塊,根據(jù)系統(tǒng)的接線結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特性,最終搭建出完整的水電站水機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)仿真模型.在此基礎(chǔ)上,針對孤網(wǎng)與聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式下水電站水機(jī)電系統(tǒng)受擾動后的動態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析,所涉及的擾動形式包括負(fù)荷擾動、功率調(diào)節(jié)擾動、短路故障擾動等.仿真結(jié)果表明,所建立的動態(tài)仿真模型能準(zhǔn)確描述系統(tǒng)受擾動后的動態(tài)響應(yīng),從而為探討水電站水機(jī)電耦合作用機(jī)理及控制器的參數(shù)整定提供了可靠的仿真平臺.

在簡要介紹和分析開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(srd)的各個組成部分的基礎(chǔ)上,在matlab/simulink中,分別構(gòu)建了各個部分的仿真模型,并介紹了模塊的功能及工作原理。將每個仿真模型連接構(gòu)成srd的系統(tǒng)仿真模型。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制:速度環(huán)采用pi控制,電流環(huán)采用角度位置控制與電流斬波控制相結(jié)合的方法,保證了開關(guān)磁阻電機(jī)(srm)在低速或高速運(yùn)行時都可獲得滿意的性能。仿真結(jié)果證明了pi調(diào)節(jié)的無偏差速度調(diào)節(jié)的有效性。

給出了一種在matlab/simulink環(huán)境下建立的交-直電力機(jī)車微機(jī)柜測試系統(tǒng)的整車模型,并用此模型對整車的牽引性能和制動性能進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明此模型對實際交-直電力機(jī)車牽引和制動性能模擬效果良好,為電力機(jī)車微機(jī)柜測試系統(tǒng)開發(fā)及電力機(jī)車整車分析起到了關(guān)鍵的作用。

系統(tǒng)建模與仿真在制冷空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用 城建學(xué)院暖通工程272081404001朱琴 1、簡述仿真技術(shù)的應(yīng)用 自20世紀(jì)60年代開始,仿真技術(shù)開始在制冷、空調(diào)領(lǐng)域開始得到應(yīng)用。經(jīng) 過幾十年的發(fā)展,這種技術(shù)在該領(lǐng)域內(nèi)得到了充分的研究和廣泛的應(yīng)用,對制冷 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行特性研究、產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新起到了非常重要的作用。 傳統(tǒng)的制冷、空調(diào)裝置設(shè)計手段是開發(fā)研究人員提出一種系統(tǒng)方案,并制出 相應(yīng)的樣機(jī),然后在實驗臺上進(jìn)行樣機(jī)性能測試,通過實驗對裝置的可靠性和運(yùn) 行效率進(jìn)行改進(jìn)。從理論上講,實驗改進(jìn)方法是一種科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠椒?但由于 實驗條件、測試精度、經(jīng)濟(jì)條件以及開發(fā)時間上的限制,使其無法對裝置的實際 運(yùn)行進(jìn)行較全面的預(yù)測和較理想的改進(jìn)。而仿真技術(shù)則可以幫助人們更有效地利 用計算機(jī)手段最大限度地改進(jìn)所研究系統(tǒng)

反干涉齒輪集微機(jī)電系統(tǒng)密碼鎖是一種用于要害系統(tǒng)的機(jī)電一體化裝置,通過訪問意圖密碼與鎖體內(nèi)部固化的機(jī)械授權(quán)密碼比對鑒別實現(xiàn)安全保證.研究了三相四對極軸向磁場微電機(jī)的步進(jìn)控制邏輯,建立了鑒碼系統(tǒng)的動力學(xué)模型,分析了系統(tǒng)的模態(tài)和不同摩擦參數(shù)下的動力學(xué)響應(yīng).分析表明,密碼鎖實現(xiàn)鑒碼功能不僅要考慮驅(qū)動器的電氣控制,還要考慮鑒碼軸系的動態(tài)特性.通過控制棘輪棘爪處的摩擦力矩可有效提高微機(jī)電系統(tǒng)密碼鎖的鑒碼性能.

一種基于mems工藝的硅基陣列化光纖連接器,具有微型化、可集成制造和重復(fù)性好等特點。每個單元利用硅v型槽與其上集成制造的電沉積流線型曲面金屬鎳蓋板的組合形成了方便光纖插拔的喇叭口形導(dǎo)引通道和可實現(xiàn)光纖定位及精確自對準(zhǔn)的雙懸臂梁形夾持通道。采用ansys軟件對雙懸臂梁結(jié)構(gòu)在不同的厚度與翹曲位移條件下對光纖產(chǎn)生的壓制力進(jìn)行建模與仿真,并將其與理論分析結(jié)果進(jìn)行比較。成功地將單元擴(kuò)展成1×16陣列,體積僅為6.8mm×15.2mm×0.5mm,各單元插入損耗約為0.3db。

推導(dǎo)了機(jī)織電極交織電阻的大小范圍。建立了場點電勢、電極電勢、電極電勢差三者的數(shù)學(xué)模型。電極電勢為交織點處場點電勢的加權(quán)平均。采用仿真方法探討了電極位置、尺寸、接觸電阻對電極電勢的影響。結(jié)果表明,存在兩個極值點使電極電勢分別取得極大值、極小值;電極電勢極值絕對值隨電極尺寸增大而減小;接觸電阻期望非遠(yuǎn)大于交織電阻時,電極電勢不受接觸電阻影響。

推導(dǎo)了機(jī)織電極交織電阻的大小范圍。建立了場點電勢、電極電勢、電極電勢差三者的數(shù)學(xué)模型。電極電勢為交織點處場點電勢的加權(quán)平均。采用仿真方法探討了電極位置、尺寸、接觸電阻對電極電勢的影響。結(jié)果表明,存在兩個極值點使電極電勢分別取得極大值、極小值;電極電勢極值絕對值隨電極尺寸增大而減小;接觸電阻期望非遠(yuǎn)大于交織電阻時,電極電勢不受接觸電阻影響。

針對剛體結(jié)構(gòu)的誤差影響,將柔性化建模技術(shù)應(yīng)用于減速器傳動系統(tǒng)設(shè)計。利用ansys平臺對各零部件進(jìn)行有限元建模和模態(tài)參數(shù)計算,通過mnf文件（模態(tài)中性文件）替換的方式實現(xiàn)了減速器的柔性化設(shè)計,建立了基于adams/view的柔性化減速器虛擬樣機(jī)仿真模型。利用step函數(shù)擬合了減速器的驅(qū)動轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩負(fù)載,實現(xiàn)了柔性化減速器動力學(xué)仿真,計算和分析了與實際情況更為接近的仿真結(jié)果,如輸入輸出轉(zhuǎn)矩、加速度、動態(tài)載荷及3d頻譜,為機(jī)械傳動系統(tǒng)的柔性化設(shè)計與精度分析提供了有力參考和依據(jù)。

分析了開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,在matlab/simulink環(huán)境下建立了相繞組數(shù)學(xué)模型、電流置換比較環(huán)節(jié)、功率變換電路模型,結(jié)合這幾個模塊在電流斬波控制階段,做了低速重載仿真分析。仿真分析證明此方法的適用性,為sr電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的分析和設(shè)計提供了一種方法。

在matlab/simulink環(huán)境下建立與水輪發(fā)電機(jī)組及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)實際相一致的仿真模型,能夠準(zhǔn)確的模擬機(jī)組的各種工況。其中水輪機(jī)模型以水輪機(jī)綜合特性曲線為基礎(chǔ),采用曲線的方法來表示水輪機(jī)流量和力矩與其它參數(shù)之間的關(guān)系,引水系統(tǒng)采用彈性水擊模型,論證了仿真模型的有效性和實用性。

第7卷第1期 2009年3月 中國工程機(jī)械學(xué)報 chinesejournalofconstructionmachinery vol.7no.1 mar.2009 作者簡介:吳智勇(1965-),男,高級工程師.e2mail:wuzhy@sany.com.cn 混凝土泵車虛擬樣機(jī)的機(jī)電液一體化建模與仿真 吳智勇,劉海明,鄧侃,謝秀芬 (三一重工股份有限公司,湖南長沙410100) 摘要:應(yīng)用專業(yè)仿真軟件matlab,amesim,adams建立混凝土泵車機(jī)電液一體化的虛擬樣機(jī)仿真平臺.基 于成熟的仿真平臺,進(jìn)行了泵車臂架的仿真分析.實踐證明,混凝土泵車虛擬樣機(jī)實現(xiàn)了復(fù)雜的機(jī)械、控制、電 氣、液壓一體化系統(tǒng)的完整動態(tài)模擬,對系統(tǒng)中的重要參數(shù)進(jìn)行實

以螺桿膨脹機(jī)電液調(diào)速系統(tǒng)為研究對象,用機(jī)理分析法建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并在matlab/simulink環(huán)境中分別對轉(zhuǎn)速控制的魯棒性和甩負(fù)荷試驗以及功率控制的調(diào)節(jié)閥擾動進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果顯示控制效果理想,基本與實際相符,證實了數(shù)學(xué)模型建立的正確性,得到的仿真模型對將來系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與調(diào)試維護(hù)具有一定的實用價值。

電池儲能技術(shù)可用于改善電網(wǎng)暫態(tài)響應(yīng),提高電網(wǎng)抗擾動能力,受到廣泛關(guān)注。但傳統(tǒng)仿真軟件缺少準(zhǔn)確的電池儲能系統(tǒng)組件模型,一定程度上影響了分析儲能系統(tǒng)響應(yīng)特性的準(zhǔn)確度。提出一種計及電池充放電功率及充放電次數(shù)限制的無時延電池儲能系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型。該模型由有功/無功解耦控制部分、模型接口部分以及儲能系統(tǒng)限制環(huán)節(jié)三部分組成。利用電力系統(tǒng)分析綜合程序,基于節(jié)點電流注入法對控制模型進(jìn)行搭建,并選取epri-7標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,仿真結(jié)果表明該模型具有良好的植入性,并且在給定工況下具有與理論分析一致的出力特性。

在當(dāng)前,系統(tǒng)仿真是一項綜合技術(shù)學(xué)科,它主要對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計,研究和決策提供了一個科學(xué)的手段,在科學(xué)技術(shù)應(yīng)用中,縮短了設(shè)計的周期,降低了成本費用。仿真技術(shù)在現(xiàn)代應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛,并且經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都十分顯著。本文主要將其應(yīng)用與火電廠電氣部分,為發(fā)展電能技術(shù)提供了強(qiáng)有力的保障。

以某型飛機(jī)為對象,在綜合考慮了飛機(jī)的機(jī)體、起落架、輪胎等特性的基礎(chǔ)上,建立了防滑剎車系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在matlab6.1/simulink仿真環(huán)境下進(jìn)行仿真,給出濕跑道條件下的仿真結(jié)果,結(jié)果表明系統(tǒng)模型合理、正確。