[發明專利]基于多頻率激勵的微梁非線性振動組合信號發生裝置

有效

• 申請號: 201911035424.0
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110787983B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 劉燦昌;欒軍超;黨壯;周英超;邵金菊;張鑫越;蘇紅建
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02;B06B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于多頻率激勵的微梁非線性振動組合信號發生裝置，其特征在于，包括信號驅動裝置和信號采集裝置兩部分；信號驅動裝置由上極板驅動直流電源(1)、上極板驅動交流電源(2)、上極板(3)、微梁(5)、下極板(11)、下極板驅動交流電源(12)、下極板驅動直流電源(13)和固定端(14)組成；微梁(5)與左、右端固定端(14)固定連接，形成兩端固支梁；微梁(5)正上方為上極板(3)，上極板(3)左端與上極板驅動直流電源(1)和上極板驅動交流電源(2)串聯，上極板驅動直流電源(1)接地，微梁(5)與上極板(3)形成一個電容器；上極板驅動直流電源(1)向電容器充直流電壓，上極板驅動交流電源(2)向電容器充放電，驅動微梁(5)產生振動；微梁(5)正下方為下極板(11)，下極板(11)左端與下極板驅動直流電源(13)和下極板驅動交流電源(12)串聯，下極板驅動直流電源(13)接地，微梁(5)與下極板(11)形成一個電容器；下極板驅動直流電源(13)向電容器充直流電壓，下極板驅動交流電源(12)向電容器充放電，驅動微梁(5)產生振動；信號采集裝置由壓阻振動信號采集器(4)、分壓電阻(6)、信號采集電源(7)、信號功率放大器(8)和帶通濾波器(10)組成；所述壓阻振動信號采集器(4)與微梁(5)粘接在一起，壓阻振動信號采集器(4)隨著微梁(5)振動時，其電阻發生周期性變化；分壓電阻(6)與壓阻振動信號采集器(4)串聯，組成橋式電路，由信號采集電源(7)提供直流供電電壓，振動電壓信號經信號功率放大器(8)放大后，通過帶通濾波器(10)濾波后形成倍頻信號。

2.根據權利要求1所述的基于多頻率激勵的微梁非線性振動組合信號發生裝置，其特征在于，當組合信號頻率接近于振動系統固有頻率時，微梁(5)產生非線性組合共振，產生組合共振信號，組合共振信號由基波信號和組合信號組成，再經過帶通濾波器(10)濾波后產生倍頻信號為

其中，m、c、k₁和k₃分別代表系統的等效質量、阻尼、線性和非線性剛度，它們與梁的材料和結構參數有關，ρ、w、h和l分別是微梁(5)的密度、寬度、高度和長度，E為微梁(5)的彈性模量，I為微梁(5)的慣性矩，為信號相位，n為信號放大倍數，C為微梁(5)電容器電容值，V_ac1和V_ac2分別是上極板驅動交流電源(2)和下極板驅動交流電源(12)電壓，上極板驅動直流電源(1)和下極板驅動直流電源(13)電壓均為V_dc；Ω₁、Ω₂和ω₀分別是上極板驅動交流電源(2)電壓驅動頻率、下極板驅動交流電源(12)電壓驅動頻率和微梁(5)固有頻率；m＝0.396ρwhl，