基于压阻效应纳米梁非线性振动控制研究

发布时间：2023-04-29 04:22

　　随着微型传感器技术的发展,压阻传感器成为传感器技术研究的热点之一。高集成度、高精度、微型化、轻型化的压阻传感器成为传感器市场重要的需求产品。传统压阻式传感器的信号传递方法存在着检测精度低、抗干扰能力差、信噪比低、参数易受环境条件变化影响等缺陷。另外,压阻材料存在温度漂移、非线性迟滞误差和工作稳定性差等问题,已无法满足现代高精度测控技术的要求。因此,寻找新型压阻材料、采用前沿传感原理、创新传感控制方法成为微型传感器研究的主要任务,具有重要的理论价值和研究意义。首先,研究了基于硅膜片压阻效应纳米梁非线性振动控制方法。建立含有硅压阻效应传感控制的纳米梁振动微分方程。考虑主共振情况,研究影响纳米梁非线性振动的控制因素。然后,针对时滞引发的系统非线性化问题,采用时滞反馈控制方法。着重考虑时滞反馈控制系统非线性振动引发的振动失稳问题,分析直流和交流激励源控制电压、阻尼、反馈系统闭环增益系数等参数与时滞参数之间的关系,得到控制和抑制系统非线性的影响因素。其次,利用碳纳米管复合材料作为压阻膜片材料,分析含有碳纳米管复合材料压阻传感控制的纳米梁非线性振动控制方法。根据纳米梁压阻效应振动物理模型,得到系统...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 纳机电系统概述
    1.2 研究现状
        1.2.1 非线性振动力学研究现状
        1.2.2 纳米梁及其非线性振动控制研究现状
        1.2.3 纳米传感器时滞控制方法研究现状
        1.2.4 碳纳米管压阻研究现状
        1.2.5 巨磁电阻效应原理及其研究现状
    1.3 本文主要内容
    1.4 本章小结
第二章 基于硅压阻效应纳米悬臂梁非线性振动控制
    2.1 基于硅压阻应力应变效应纳米悬臂梁非线性振动控制
        2.1.1 硅压阻纳米悬臂梁振动控制模型
        2.1.2 主共振与幅频特性响应分析
        2.1.3 近似解和数值解对比计算结果
    2.2 时滞反馈控制作用下硅压阻纳米悬臂梁非线性振动控制
        2.2.1 纳米悬臂梁非线性振动时滞控制模型
        2.2.2 多尺度法求解方程近似解
        2.2.3 主共振幅频响应数值分析
    2.3 本章小结
第三章 基于碳纳米管压阻效应纳米悬臂梁非线性振动控制
    3.1 碳纳米管-硅复合材料压阻模型
        3.1.1 复合材料压阻应力应变数学模型
        3.1.2 基于碳纳米管复合材料振动控制模型
    3.2 主共振分析
        3.2.1 主共振幅频特性响应理论分析
        3.2.2 主共振幅频特性频响应算例分析
    3.3 本章小结
第四章 基于巨磁电阻效应纳米悬臂梁非线性振动控制
    4.1 基于巨磁电阻效应纳米悬臂梁非线性振动模型
        4.1.1 硅铁多层材料输入输出特性概述
        4.1.2 巨磁电阻效应振动控制系统数学模型
    4.2 非线性振动系统幅频特性研究
        4.2.1 非线性振动系统幅频特性方程求解
        4.2.2 非线性振动系统幅频特性曲线数值分析
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢



本文编号：3805156