1 南京师范大学 电气与自动化工程学院，江苏 南京 210023
2 苏州大学 文正学院，江苏 苏州 215104
针对精密仪器及微小型设备对线性微进给驱动马达的需求，该文设计了一种封闭式柱形微型惯性冲击压电马达，并验证了马达工作原理的可行性。制作出马达样机并进行实验测试，结果表明，施加预紧力为0.25 N，驱动信号锯齿波电压峰-峰值为50 V，频率为500 Hz时，马达空载输出最大速度为6.19 mm/s，步进分辨率为12 μm；施加预紧力为0.5 N，驱动信号电压峰-峰值为50 V，频率为500 Hz时，最大负载为20 g。
压电马达 压电叠堆 惯性冲击 锯齿波 piezoelectric motor piezoelectric stack inertial impact sawtooth wave
南昌航空大学 航空制造工程学院, 江西 南昌330063
压电振子的工作频带宽度是影响压电振动能量收集器发电效率的关键指标。该文旨在分析一种锯齿型阵列式压电振动能量收集器结构模态频率, 为压电振子的动力学设计提供参考。首先, 基于弹性梁振动理论, 推导了锯齿型压电梁的动力学方程, 并分析了影响压电梁模态频率的因素。然后, 通过COMSOL建立锯齿形压电梁的有限元模型, 分析了其频响特性、功率与负载阻抗匹配特性及加速度依赖性。最后, 通过实验研究测试了锯齿型压电梁的电压幅频特性曲线, 验证了理论分析与仿真模拟结果的合理性。结果表明, 锯齿型阵列式压电振动能量收集器能够有效地拓宽工作频带, 进而提高发电效率。
压电 能量收集 锯齿型 阵列式 宽频带 piezoelectric energy harvesting sawtooth array broadband
1 合肥工业大学特种显示与成像技术安徽省技术创新中心，特种显示技术国家工程实验室，光电技术研究院，安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009
传统具有单片换能器结构的声光偏转器存在布拉格带宽与衍射效率的权衡关系。为了增加布拉格带宽而又不降低衍射效率，提出一种基于双片锯齿电极的换能器结构的声光偏转器。首先采用双片换能器结构实现超声跟踪，使超声波方向能随频率改变，提高布拉格带宽。在此基础上应用锯齿形电极增大超声波的发散程度，进一步提高布拉格带宽。仿真结果表明，电极的锯齿边缘使声波波动性增大，即增大了超声波的发散程度。实验结果表明，在相同实验条件下，具有双片锯齿电极换能器结构的声光偏转器的3 dB带宽比单片矩形电极换能器结构的声光偏转器高。
声光偏转器 超声跟踪 锯齿电极 布拉格带宽 衍射效率 光学学报
2023, 43(20): 2023002
合肥工业大学 机械工程学院, 安徽 合肥 230009
该文提出了一种基于盘型对称驱动的惯性冲击旋转压电马达。该马达主要由定子、转子、驱动足和预紧装置组成。马达激励信号为锯齿波信号, 采用压电叠堆激励实现马达高功率输出。马达通过螺杆将定子与预紧装置装配于一体, 实现了马达结构紧凑化与微型化。设计加工了马达样机并通过实验验证了马达的工作原理, 对马达的综合性能进行了分析和测试。测试结果表明, 当马达预紧装置施加的预紧力为1 N, 输入激励电压峰-峰值为80 V, 激励信号频率为1 kHz, 且每输出一个周期锯齿波, 激励信号延迟100 ms再输出下一个, 以研究马达静态启动特性和步长, 测得马达的最大空载速度达到3.05 r/min, 平均步长为0.032 rad; 激励信号频率为3 kHz时, 马达的最大空载速度达到9.1 r/min, 马达最大负载可达16.2 N·mm; 马达在0.5~3 kHz激励信号频率范围内均可实现转动。
压电马达 盘型 惯性冲击 锯齿波 piezoelectric motor disk type inertial impact sawtooth wave
1 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院 合肥 230026
利用软X射线、中子注量检测诊断系统和偏振干涉仪（Polarimeter-interferometer，POINT）约束下的平衡反演算法（Equilibrium Fitting Algorithm，EFIT），对东方超环（Experimental Superconducting Tokamak，EAST）等离子体在离子回旋共振频率波（Ion Cyclotron Resonance Frequency wave，ICRF）在轴沉积加热下的锯齿周期，锯齿幅度，面处等离子体压强梯度，面的半径的变化情形进行了研究。研究发现，在轴沉积情况下，加入ICRF可以对锯齿起致稳作用（延长锯齿周期），锯齿周期与ICRF功率呈正相关；锯齿周期随着ICRF的加入或者ICRF功率的变化趋势，与锯齿幅度和面处等离子体压强梯度变化趋势大体上一致；要改变面半径，ICRF的功率可能需要到0.8 MW以上；在ICRF功率占比更高的加热条件下，锯齿周期和面半径随着ICRF功率变化更敏感；EAST中ICRF产生的快离子和导致的面半径的变化可能对锯齿行为有一定的影响。
东方超环 离子回旋频率波加热 锯齿模 EAST tokamak Ion cyclotron resonance frequency (ICRF) Sawtooth oscillation
华中光电技术研究所- 武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
基于延迟积分(Time Delay Integration, TDI)机制的长波红外热像仪在**、航空、航天领域应用广泛, 通过光学扫描, 能够同时实现大的成像视场和较高的空间分辨率。基于TDI机制的长波红外热像仪的探测器采用TDI工作模式。由于TDI与光学扫描之间匹配精度的问题, 在对景物成像时, 景物的边缘常常存在参差不齐的锯齿状现象, 影响目标提取和识别, 降低了图像的观感。分析了因扫描视场和光学视场不匹配导致景物图像产生锯齿的现象, 提出了一种将探测器上像元分布的空间物理间隔转换为时间延迟的锯齿消除方法。时间换空间的方法能有效消除景物图像锯齿, 真实还原小目标边缘的细节, 大大提升了图像的观感, 该方法已广泛应用于红外搜索跟踪(IRST)系统、红外光电系统等装备。
延迟积分 扫描 匹配 锯齿 中心距 焦距 TDI scanning matching sawtooth center distance focal length
1 华北水利水电大学 机械学院, 河南 郑州 450045
2 合肥工业大学 机械工程学院, 安徽 合肥 230009
针对大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)观测光纤扫描定位的需求, 设计了一种基于悬臂梁结构的惯性冲击直线压电马达, 分析了该压电马达的驱动机理。为避免共振, 采用有限元仿真法获得了振动座的一阶共振频率。设计加工了马达样机, 搭建了实验平台, 并进行了马达性能测试与分析。结果表明, 在预紧力为0.2 N, 驱动信号为锯齿波偏置一半, 当电压峰-峰值为60 V(600 Hz)时, 马达无负载速度为1.83 mm/s, 当电压峰-峰值是15 V时, 马达的位移分辨率为0.8 μm; 当预紧力为0.4 N, 驱动信号峰-峰值为60 V(600 Hz)时, 马达最大负载为0.18 N, 行程为40.5 mm。马达的性能参数符合光纤定位器扫描需求。
压电马达 悬臂梁 惯性冲击 锯齿波 有限元仿真 piezoelectric motor cantilever beam inertial impact sawtooth wave finite element simulation
山西大学 理论物理研究所,山西 太原 030006
本文研究了一维锯齿晶格中自旋轨道耦合与Zeeman场驱动的双组分费米气体的拓扑性质。我们理论计算了系统的能谱,利用矩阵乘积态(MPS)数值研究了多个物理量(系统的边界态、冯诺依曼熵、纠缠谱和激发能隙),并据此分析了系统的拓扑性质。发现在填充因子为半填充时,边界态的存在可以用来表征系统的拓扑性。而填充因子为1/4(或3/4)时,虽然系统存在边界态,但该系统并不具备一般拓扑态的其他特征,该类边界态不能用于表征拓扑态。
锯齿晶格 矩阵乘积态 自旋轨道耦合 边界态 纠缠谱 Sawtooth lattice matrix product state spin-orbit coupling edge states entanglement spectrum
