国家自然科学基金(51305409)
- 作品数：33 被引量：91H指数：5
- 相关作者：吕海峰赵河明鲁旭涛李静韩广超更多>>
- 相关机构：中北大学长春理工大学山西省财政税务专科学校更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山西省青年科技研究基金山西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 亥姆霍兹效应和文丘里效应复合型换能器设计被引量：1
- 2021年
- 为合理地从环境中获取能量为无线传感网络和微电子低功耗设备提供能量,该文提出了一种亥姆霍兹效应和文丘里效应复合型的换能器结构,收集环境中的能量转换为电能。该装置主要由文丘里管和亥姆霍兹共振器组成。声-结构-电多域耦合仿真,结果表明:换能器传递损失峰值以及电能最大值均发生在245 Hz处,系统共振时,能量转换效率最高。设计了整流桥调理电路与超级电容储能电路,开展了换能器的驱动能力测试,结果表明:换能器所产生的最高电压出现在结构的固有频率245 Hz处,计算得到功率为128.79µW,实验与理论计算偏差为3.36%;换能器单元在空气压缩机气压为2 kPa的气流作用下可产生0.1148 V电压。
- 叶俊杰吕海峰马智宇张文辉余瀚海
- 关键词：文丘里管亥姆霍兹共振器换能器
- 双局域共振效应声学超材料消声性能被引量：1
- 2020年
- 为了有效控制低频宽带噪声,提出了一种基于亥姆霍兹共振器的双局域共振效应声学超材料。声学超材料将亥姆霍兹共振效应与弹簧质量共振效应结合,通过驱动电压控制薄膜变形,实现两个系统的共振频率同时发生变化。在建立系统数学模型的基础上,计算得到亥姆霍茨共振系统固有频率为414.1Hz,柔性薄膜系统固有频率为28.68Hz,与柔性薄膜的共振频率理论计算偏差为4.4%,与亥姆霍兹共振腔的共振频率理论计算偏差为0.97%。利用COMSOL软件的声固耦合物理场研究了声学超材料的声学性能,采用双负载法对声学超材料进行测试。结果表明:该声学超材料在低频范围内有良好的噪声控制效果,产生两个传递损失峰值,形成了双局域共振效应,可以同时对两个频率范围内的噪声进行控制。当驱动电压从0V增加至350V时,弹簧质量系统传递损失峰值频率从30Hz偏移到110Hz,变化率为22.8%,可以实现噪声的自适应控制,为声学超材料主动控制及优化提供一种方法。
- 张晓光吕海峰吕传茂张文辉
- 关键词：低频噪声消声性能
- MDCNet轴承智能故障诊断方法研究
- 2023年
- 目的为解决轴承故障特征时频图像难以识别的问题,在进行时频图像训练和学习故障特征的基础上,提出新的故障诊断方法。方法本文提出一种MDCNet网络,该网络由多尺寸卷积核模块(Multi-Size Convolution Kernel Module)、双通道池化层(Dual-Channel Pooling Layer)和跨阶段部分网络(Cross Stage Partial Network)组成。首先,将采集的振动信号经过同步压缩变换,得到信号的瞬时频率图像,然后输入神经网络获得故障诊断结果。结果将提出的方法在西储大学轴承数据集进行预测,准确率达到了99.9%。与AlexNet、VGG-16、Resnet等传统方法进行对比试验,结果表明MDCNet方法分类精度可达99.9%,高于传统方法的分类精度(95.70%、98.51%、97.64%)。结论结果表明,本文所提出方法的预测准确率高于其他方法的,验证了该方法在包装机械故障诊断中是可行的。
- 方群玲马智宇张锐陈创张晏晴
- 关键词：故障诊断神经网络
- 一种新型末敏子弹姿态测量单元设计与仿真
- 2017年
- 为了获取末敏子弹稳态扫描阶段的飞行姿态,根据无陀螺惯性测量单元(GF-IMU)测量原理,提出了一种十加速度计配置方案以及姿态解算算法。通过弹体运动模型,对所设计的测量单元运用MATLAB进行了仿真分析。仿真结果表明:在30 s内,质心线加速度可忽略不计,角速度随着时间增加,误差逐渐增加,但增加程度较小。由于末敏子弹稳态扫描时间只有十几秒,因此该测量单元能较为准确获取末敏子弹稳态扫描过程的姿态数据。
- 韩广超王锋赵河明彭志凌
- 关键词：末敏子弹稳态扫描姿态解算加速度计
- 基于LMS原理的引信回波信号滤波算法及应用被引量：4
- 2017年
- 对于变步长LMS滤波算法不能同时满足较高收敛速度和较低稳态误差的矛盾,提出了基于反馈的算法思路。这种思想思路是在原有算法的基础上,引入反馈参数的数学关系式。然后,对改进算法的各个的参数进行仿真分析,得出最佳的参数取值。仿真结果表明:改进算法的性能得到大幅的提升。在对回波信号的滤波处理过程中,改进算法的滤波特性,即误差抑制的能力得到成倍的增加,滤波的效果很好。
- 刘建勋王锋赵河明韩广超
- 关键词：LMS收敛速度稳态误差自适应滤波
- 亥姆霍兹共振式声电换能系统研究被引量：2
- 2022年
- 为了利用环境噪声进行发电,提出了一种基于亥姆霍兹共振效应的声电换能系统。声电换能结构将亥姆霍兹共振效应与压电效应相结合,采用多个亥姆霍兹共鸣器串联共振吸声,驱动压电陶瓷变形发电,通过信号转换与能量收集电路将电能存储。利用COMSOL软件的声固耦合模块、静电模块研究了声电换能结构的声学性能与电学性能。仿真结果表明,在亥姆霍兹共振频率附近传递损失最高可达10.47 dB,同时系统产生的电能也最大。试验结果表明,当声电换能结构工作于共振频率365 Hz时,产生的电压最大值为20 V,声电换能结构发电功率为3 mW,平均功率密度为13.58μW/cm^(3),能量转化效率为42.01%。该声电换能系统在噪声控制的同时实现了声电能量的转换与储存。
- 马智宇吕海峰叶俊杰张文辉
- 关键词：噪声压电效应声固耦合
- 基于FPGA的高速光谱数据处理系统设计与实现被引量：6
- 2018年
- 为了实现对光谱数据的高速采集及对光谱信息的快速提取,研究了一种应用于静态干涉结构的基于FPGA的高速光谱采集系统。通过对静态干涉条纹进行滤波、FFT、光谱标定等得到了其光谱分布信息。开发设计了专用于获取静态干涉条纹的CCD驱动模块,并由Modelsim进行了仿真分析,结果显示,该模块可以有效地将干涉条纹数据采集至FPGA,再由FPGA完成对光谱分布数据的反演。实验针对655 nm半导体激光器进行光谱分析,并且对于不同位深条件下傅氏变换产生的频谱情况进行了比较,当定点为12 bit时,光谱数据反演完成且转换速率较高。同时,还将测试数据与MATLAB的仿真数据进行比较,实验结果显示,该系统的光谱反演结果与MATLAB结果基本一致。
- 孙秀玲孙海峰赵世萍
- 关键词：FPGA
- 基于模式跳变的井下便携式高精度CH_4浓度监测系统设计被引量：1
- 2015年
- 为了在矿井中实现快速、便携式的甲烷浓度检测,同时系统还具备高灵敏度及长的工作周期,设计了基于半导体激光器模式跳变的差分光学光谱吸收法,建立了井下甲烷浓度无线检测系统。系统利用调制电流使半导体激光器的输出波长发生模式跳变,从而获得了两个相近波长的激光,其中一个在甲烷的特征吸收峰上,而另一个基本不被吸收。实验中将两束光分别照射被测气室时,两束光的光强之差代入比尔朗伯定律即可求解气室内的甲烷浓度。实验结果显示,调制电流从20.0 mA增大到60.0 mA过程中,输出波长在电流达到48.3 mA时发生跳变,由1 650.888 nm改变为1 651.020 m。通过HITRAN光谱数据库可知,波长1 650.888 nm位置可作特征吸收峰,而波长1 651.020 nm适合作参考波长。在此基础上,对密闭容器内标准浓度的甲烷气体进行测试,采用H-BD5GD410-HC型便携式甲烷检测仪的测试数据作对比。两种检测结果相近,但随着浓度不断地增高,该系统的检测误差相对平稳,略优于甲烷检测仪。系统的检测误差均低于0.050%,在不采用昂贵的锁相器、检相电路的条件下,实现了精度优于0.10%的井下甲烷浓度检测。
- 鲁旭涛李静吕海峰
- 关键词：矿井
- 自适应调频声衬及其控制系统设计
- 2019年
- 为克服现有声衬结构固定、敏感频率无法调节的弊端,提出了一种逆压电效应的调频式声衬结构。该声衬由颈部、共振腔以及压电膜片组成亥姆霍兹共振器。采用有限元法对声衬结构的固有频率、声场分布进行了计算,研究了压电膜片变形与共振频率偏移的关系。在阻抗管内对压电声衬致动前后系统的传递损失进行了对比,系统传递损失峰值频率与驱动电压呈线性关系,灵敏度为0.1Hz/V。在建立控制电压-驱动电压-噪声频率的对应关系的基础上,提出了一种基于光敏电阻的直流升压电路,采用LabVIEW软件编制了压电声衬的自适应控制程序,当噪声频率从746变化至788Hz时,驱动电压由110V自动升高至420V,声衬始终工作于共振状态,实现了宽频噪声的自适应控制。
- 吕海峰安君潘宏侠刘继全
- 关键词：声衬亥姆霍兹共振器
- 随机起爆子弹引信空气动力保险机构设计
- 2015年
- 在有限的子弹空间内布置各引信机构是随机起爆子弹引信设计的关键和难点,根据某随机起爆子弹药的工作要求,在研究引信工作过程的基础上,设计了由降落伞、保险筒、尾翼、扭转体和扭转簧组成的空气动力保险机构,并对扭转簧8个参数进行了理论计算,结合工程实际,得出了扭转体解除保险时间。结果表明,所设计的随机起爆子弹引信空气动力保险机构科学合理。
- 彭志凌孙健赵河明
- 关键词：子弹引信
