用于航空航天与武器装备的高精度、高稳定度、强冲击和极低转速的新型旋转超声电机的基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51575265
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    赵淳生
  • 依托单位：
    南京航空航天大学
  • 学科分类：
    E0506.机械设计学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Aiming at applications' requirements of ultrasonic motors at aerospace, weapons and other fields, the nonlinear characteristics of ultrasonic motors will be systematically studied through the optimal design of structure and material of the stator and rotor system, based on the existing technology of ultrasonic motor from the applicant and his research team. Further, the time-varying nonlinear rules of ultrasonic motor system can be discovered. Then, the drive and control theory/method for obtaining high precision, high stability, and hyperslow speed of ultrasonic motors can be provided. Finally, a new type of ultrasonic motor with performance of high precision, high stability, high impact resistance and hyperslow speed. It has characteristics of simple and compact structure, easy to fabrication, realizing: Location accuracy is higher than 1", position resolution is better than the 0.1"; Minimum speed can reach 15"/ s (equal to 1 r/day as well as the earth's rotation synchronization); The peak value of impact acceleration is no less than 16,000 g.
本项目针对航空航天、武器装备等领域对超声电机的要求与应用现状，以申请者以及团队现有的超声电机技术为基础，通过对超声电机定子和转子系统的结构和材料的优化设计，深入而系统地研究超声电机非线性,揭示超声电机系统的时变非线性规律, 提出超声电机系统高精度、高稳定度和极慢转速输出的驱动与控制理论和方法,研制出一种具有高精度、高稳定度、強冲击和极低转速的超声电机，并且结构简单、紧凑、制造方便, 实现：位置精度高于1”，位置分辨率优于0.1”; 稳定度接近编码器极限精度; 最低运动速度可达到15”/s±1.5”/s; 峰值冲击加速度不小于16000 g的超声电机.

结项摘要

本项目针对目前航空航天、武器装备等领域对超声电机的要求与应用现状，以现有超声电机技术为基础，通过利用有限元软件ADINA建立高过载下超声电机冲击动力学模型，对超声电机定子和转子系统的结构和材料进行优化设计；同时，建立了非线性模型，深入研究分析了超声电机非线性问题，并将其应用于其超声电机结构设计与控制系统；最后，基于具体的科研和实践，提出了超声电机系统高精度、高稳定度和极慢转速输出的驱动与控制理论和方法。研制出了一种具有高精度、高稳定度、极低转速和能扛受强冲击的超声电机及其驱动控制器，基本实现以下指标：①位置精度高于 1”，位置分辨率优于 0.1”； ②转速稳定度接近编码器极限精度（10rpm时，达1%）； ③最低运动速度 ≤ 平均每天旋转 1 转，与地球自转同步；④能扛受峰值冲击加速度不小于 16000 g 。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（8）
An airflow sensor array based on polyvinylidene fluoride cantilevers for synchronously measuring airflow direction and velocity
基于聚偏二氟乙烯悬臂梁的气流传感器阵列同步测量气流方向和速度
  • DOI：
    10.1016/j.flowmeasinst.2019.04.010
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Hu, Jie;Peng, Hanmin;Zhao, Chunsheng
  • 通讯作者：
    Zhao, Chunsheng
A disk-shaft shaped high-speed rotary ultrasonic motor
一种盘轴形高速旋转超声波电机
  • DOI：
    10.1063/1.5065427
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Le Wang;Yongjie Wang;Xiaolong Lu;Chunsheng Zhao
  • 通讯作者：
    Chunsheng Zhao
Research on ultra-low speed driving method of traveling wave ultrasonic motor for CMG
CMG行波超声电机超低速驱动方法研究
  • DOI：
    10.1016/j.ultras.2020.106088
  • 发表时间：
    2020-04-01
  • 期刊：
    ULTRASONICS
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Zeng, Weijun;Pan, Song;Zhang, Jiaojiao
  • 通讯作者：
    Zhang, Jiaojiao
A small locust inspired actuator driven by shape memory alloys and piezoelectric strips
由形状记忆合金和压电带驱动的小型蝗虫致动器
  • DOI：
    10.1088/1361-665x/ab3cf5
  • 发表时间：
    2019-09
  • 期刊：
    Smart Materials and Structures
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    毛婷;彭瀚旻;芦小龙;赵淳生
  • 通讯作者：
    赵淳生
Output performance simulation and contact analysis of traveling wave rotary ultrasonic motor based on ADINA
基于ADINA的行波旋转超声电机输出性能仿真及接触分析
  • DOI：
    10.1016/j.compstruc.2019.03.001
  • 发表时间：
    2019-05-01
  • 期刊：
    COMPUTERS & STRUCTURES
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Ren, Weihao;Yang, Lin;Zhang, Jiaojiao
  • 通讯作者：
    Zhang, Jiaojiao

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其他文献

柔性剪切蒙皮支撑结构的拓扑优化研究
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超声电机驱动的变弯度机翼
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  • 作者：
    刘卫东;朱华;周盛强;白亚磊;赵淳生
  • 通讯作者：
    赵淳生

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赵淳生的其他基金

超声电机技术标准的基础研究
  • 批准号：
    51275228
  • 批准年份：
    2012
  • 资助金额：
    80.0 万元
  • 项目类别：
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大推力直线超声电机及其在变后掠翼中的应用研究
  • 批准号：
    91116020
  • 批准年份：
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基于超声电机的机翼变体技术的探索性研究
  • 批准号：
    90816003
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    2008
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应用于空天飞行器之超声电机的实验研究
  • 批准号：
    90405010
  • 批准年份：
    2004
  • 资助金额：
    40.0 万元
  • 项目类别：
    重大研究计划
超声电机关键技术的基础研究
  • 批准号：
    50235010
  • 批准年份：
    2002
  • 资助金额：
    170.0 万元
  • 项目类别：
    重点项目
小型、精密直线超声电机及其驱动与控制技术
  • 批准号：
    50175050
  • 批准年份：
    2001
  • 资助金额：
    20.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
纵－扭复合模态型大功率压电超声电机的研究
  • 批准号：
    59877007
  • 批准年份：
    1998
  • 资助金额：
    14.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
mW-IC薄型压电超声马达及其控制技术
  • 批准号：
    59775048
  • 批准年份：
    1997
  • 资助金额：
    20.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
行波模型及其在主动控制技术中的应用
  • 批准号：
    19072034
  • 批准年份：
    1990
  • 资助金额：
    2.5 万元
  • 项目类别：
    面上项目
胶接结构和复合材料的合成阵成象技术
  • 批准号：
    58975233
  • 批准年份：
    1989
  • 资助金额：
    4.0 万元
  • 项目类别：
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相似国自然基金

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  • 批准号：
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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