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负载下U型微电热驱动器形状优化设计
1
作者 修峰翼 曹云 +2 位作者 孔啸宇 聂伟荣 席占稳 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期80-83,共4页
针对光纤移动式光开关的应用场景,进行负载下U型微电热驱动器输出位移性能提升的形状优化设计。将电热驱动器的热臂形状改进为阶梯型、贝塞尔曲线型和B样条曲线型,通过改变热臂形状改变了驱动器热臂上的温度分布,从而实现在驱动器不发... 针对光纤移动式光开关的应用场景,进行负载下U型微电热驱动器输出位移性能提升的形状优化设计。将电热驱动器的热臂形状改进为阶梯型、贝塞尔曲线型和B样条曲线型,通过改变热臂形状改变了驱动器热臂上的温度分布,从而实现在驱动器不发生热失效的前提下,可以提高驱动器上加载的电压来提高驱动器的负载下输出位移性能。结果表明,改进后驱动器上的温度分布有了明显改善,驱动器负载下的输出位移性能得到有效提升。 展开更多
关键词 微电热驱动器 形状优化 联合仿真 狼群算法
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MEMS电热驱动器多场耦合模型及温度特性
2
作者 谢海鹏 曹云 +3 位作者 孔啸宇 朱恒伯 陈旺生 席占稳 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期142-150,共9页
为研究微小尺度下MEMS电热驱动器的温度特性,考虑空气对驱动器动态热平衡的影响,提出了一种基于空气对流传热的电-热-流-固多场耦合模型。根据能量守恒方程以及气体对流换热和热传导等理论,建立MEMS电热驱动器的电-热-流-固多场耦合模型... 为研究微小尺度下MEMS电热驱动器的温度特性,考虑空气对驱动器动态热平衡的影响,提出了一种基于空气对流传热的电-热-流-固多场耦合模型。根据能量守恒方程以及气体对流换热和热传导等理论,建立MEMS电热驱动器的电-热-流-固多场耦合模型,并进行了有限元仿真。搭建MEMS电热驱动器温度特性试验平台,将恒定电压激励下的驱动器温度响应试验结果与电-热-流-固多场耦合模型以及传统传热模型仿真结果进行对比分析,结果表明:相较于基于恒定对流换热系数及经验公式的模型,采用电-热-流-固多场耦合模型得到的结果准确性更高,稳态温度分布误差在0.8%~7.6%之间;驱动器各表面的对流换热系数分布不均匀;对流换热系数在上表面、下表面及竖直壁面分别呈现先下降后上升、上升以及先上升后下降的趋势,但在3个特征面上对流换热系数几乎同时达到稳态,此时驱动器温度也达到稳态。基于空气对流换热不均匀特性,所获得的电热驱动器温度特性为MEMS电热驱动器在微机电系统中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 电热驱动器 温度特性 对流换热 电-热-流-固 微机电系统(MEMS)
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基于神经网络和人工鱼群算法的惯性延时微通道优化
3
作者 赵川霆 聂伟荣 +2 位作者 袁君鑫 席占稳 曹云 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期33-39,44,共8页
为了保证中、小口径弹引信的炮口安全性控制要求,设计了具有肋板阻尼结构的惯性延时微通道,同时为了保证其具有稳定的延时性能,研究了该微通道在高离心转速下的延时响应性能。采用了神经网络模型和人工鱼群算法对蛇形微通道内肋板的结... 为了保证中、小口径弹引信的炮口安全性控制要求,设计了具有肋板阻尼结构的惯性延时微通道,同时为了保证其具有稳定的延时性能,研究了该微通道在高离心转速下的延时响应性能。采用了神经网络模型和人工鱼群算法对蛇形微通道内肋板的结构位置进行优化设计。用两相流水平集模型以微通道的延迟时间为研究对象进行了模拟仿真,得到180组样本数据,分析发现肋板结构在微通道内的不同位置与延迟时间呈现出高度的非线性关系。根据样本数据建立神经网络模型用以拟合设计变量与优化目标之间的映射函数,并采用人工鱼群算法对神经网络模型拟合的映射函数的参数进行优化。结果表明,经过结构优化之后,在1 000 g离心环境下微通道中流体的延迟时间从最短的11.446 ms提升到了25.054 ms,延时效果得到了显著提升。最后研究了优化后的结构在中、小口径弹引信使用环境下的延时特性,验证了其满足大部分中、小口径弹引信的延时控制要求。 展开更多
关键词 惯性 阻尼结构 肋板 延时微通道 人工鱼群算法 神经网络
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MOEMS光逻辑开关状态监测系统
4
作者 刘林林 曹云 +2 位作者 孔啸宇 聂伟荣 席占稳 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期66-72,共7页
为提高MOEMS光逻辑开关的响应速度、减少长时间热积累对激光点火系统的影响,提出在电热式MOEMS光开关中加入状态监测系统。该监测系统包括状态监测单元、驱动电路、控制电路、状态监测电路等,通过在微电热驱动器的运动路径上设置状态监... 为提高MOEMS光逻辑开关的响应速度、减少长时间热积累对激光点火系统的影响,提出在电热式MOEMS光开关中加入状态监测系统。该监测系统包括状态监测单元、驱动电路、控制电路、状态监测电路等,通过在微电热驱动器的运动路径上设置状态监测单元,当微电热驱动器运动到与状态监测单元接触时,状态监测电路识别到接触信号并输出触发信号,从而实现光逻辑开关的快速切换。针对一种电热式MOMES光逻辑开关制作了状态监测系统原理样机,试验结果表明,该系统能够准确识别微电热驱动器的行程状态,光逻辑开关驱动光纤对正与复位的状态响应时间均小于90 ms。 展开更多
关键词 MOEMS 激光点火 光开关 状态监测系统
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基于田口法的平面曲折槽优化方法
5
作者 吴秀超 聂伟荣 +2 位作者 陆海宁 曹云 席占稳 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期40-47,共8页
为了解决传统曲折槽机构在设计阶段的低效性和局限性问题,通过探索不同设计参数对平面曲折槽的质量块位移影响规律,提出一种基于田口法的优化设计方法。采用田口法对影响平面曲折槽质量块的最大位移的5个参数(曲折槽宽度、曲折槽倾角、... 为了解决传统曲折槽机构在设计阶段的低效性和局限性问题,通过探索不同设计参数对平面曲折槽的质量块位移影响规律,提出一种基于田口法的优化设计方法。采用田口法对影响平面曲折槽质量块的最大位移的5个参数(曲折槽宽度、曲折槽倾角、曲折槽每段长度、锚槽交错间隙和锚槽间隙)在4个水平下进行分析,构建五因素四水平的正交表进行试验分析。通过基于有限元方法的仿真计算,针对不同的尺寸参数组合获得对应的质量块最大位移。利用信噪比分析和方差分析筛选出影响输出响应的重要因子,综合分析得到最佳的设计参数组合,并对优化得到的参数组合进行有限元仿真,在仿真结果中,优化方案的质量块最大位移从1 331μm提高至1 948μm,提升了46.35%。对优化方案的平面曲折槽进行加工,样件试验结果表明质量块最大位移在发射载荷下低于1 800μm,且在勤务载荷下低于1 000μm,达到设计要求,为MEMS平面曲折槽机构的优化设计提供了理论和实验指导。 展开更多
关键词 平面曲折槽 参数设计 田口法 有限元仿真
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MEMS电磁致动机构多物理场耦合仿真与分析
6
作者 朱建伟 曹云 +1 位作者 聂伟荣 席占稳 《测控技术》 2024年第7期41-47,64,共8页
为了解决电磁致动机构多物理场之间相互影响不明的问题,建立了电磁-结构多物理场耦合模型,并对微机电系统(Microelectromechanical System,MEMS)电磁致动机构的驱动特性进行了仿真研究。首先,以电压作为激励源,将磁矢势作为因变量引入,... 为了解决电磁致动机构多物理场之间相互影响不明的问题,建立了电磁-结构多物理场耦合模型,并对微机电系统(Microelectromechanical System,MEMS)电磁致动机构的驱动特性进行了仿真研究。首先,以电压作为激励源,将磁矢势作为因变量引入,得到驱动器整体的磁场分布,实现电磁场耦合。然后通过麦克斯韦应力张量法得到滑块所受的电磁力,并作为载荷施加在滑块上进行瞬态动力学分析,实现电磁-结构场耦合,从而实现电磁致动机构的多物理场耦合仿真。最后,进一步研究了不同输入条件下电磁致动机构的驱动特性,阐明了响应时间、位移速度、最大电磁力和位移等不同输出条件的变化规律,分析了电压对驱动特性的影响,从而为MEMS电磁致动机构设计与驱动特性研究提供指导。 展开更多
关键词 电磁驱动 MEMS 多物理场 驱动特性
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基于PSO-BP神经网络的微流体惯性开关接触电阻预测研究
7
作者 袁君鑫 聂伟荣 +1 位作者 席占稳 曹云 《机械与电子》 2024年第12期18-24,共7页
微流体惯性开关可以避免机械惯性开关的磨损、变形和振动等问题,因此被广泛应用于汽车、军事和医疗等行业。由于开关本身电阻会对电信号传递产生较大影响,针对这一问题,对微流体惯性开关的接触电阻进行理论分析与仿真并建立模型以预测... 微流体惯性开关可以避免机械惯性开关的磨损、变形和振动等问题,因此被广泛应用于汽车、军事和医疗等行业。由于开关本身电阻会对电信号传递产生较大影响,针对这一问题,对微流体惯性开关的接触电阻进行理论分析与仿真并建立模型以预测接触电阻大小。采用数值仿真法,以接触电阻为研究对象,通过改变电极宽度、两电极间距、电极与侧壁距离、惯性力作用时间和正应力5个参数得到580组样本数据,根据样本数据建立随机森林、BP神经网络和基于粒子群优化的BP神经网络3种预测模型。通过对建立的3种预测模型对比分析,发现基于粒子群优化的BP神经网络模型的预测效果最好。为了验证基于粒子群优化的BP神经网络预测模型的合理性,以接触电阻最小值为优化目标,利用遗传算法对该预测模型拟合的映射函数的参数在给定范围内寻优,发现遗传算法得到的电阻最优值与理论仿真值相差10.41%,结果表明可以借助基于粒子群优化的BP神经网络预测模型估计开关接触电阻。 展开更多
关键词 惯性开关 接触电阻 预测模型 粒子群优化 遗传算法
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MEMS安全与解除隔离装置发展现状及趋势 被引量：5
8
作者 席占稳 聂伟荣 曹云 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期1-14,共14页
MEMS技术是未来提升武器性能最有发展前途的技术之一,引信MEMS安全与解除隔离(S&A)装置具有体积小、成本低,易于和引信起爆控制电路集成等优点,国内外对MEMS安全与起爆技术开展了深入的研究。针对引信MEMS S&A装置研究进展,在... MEMS技术是未来提升武器性能最有发展前途的技术之一,引信MEMS安全与解除隔离(S&A)装置具有体积小、成本低,易于和引信起爆控制电路集成等优点,国内外对MEMS安全与起爆技术开展了深入的研究。针对引信MEMS S&A装置研究进展,在收集、分析国内外大量文献资料的基础上,总结了引信MEMS S&A装置发展现状及趋势。按照解除隔离的驱动力类型,将MEMS S&A装置划分为惯性力驱动、电热驱动、火药能量驱动三种类型。结合各类型典型装置的分析,分别总结了其技术特征,研判出MEMS S&A装置发展的三个趋势:硅基工艺制作MEMS S&A装置的结构以分层平行基板式,体积更小,更适于大规模生产;微火工品集成在MEMS S&A装置中一体化设计制造;MEMS S&A装置、含能材料设计与制作在一片或多片芯片上,并与微电子系统集成出片(状)上引信。 展开更多
关键词 MEMS 安全与解除隔离装置 惯性力驱动 电热驱动 火药气体驱动
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圆形质量块/柔性电极MEMS万向触发开关 被引量：5
9
作者 席占稳 张平 聂伟荣 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期10-14,共5页
针对现有MEMS惯性开关各向响应不一致和闭合时间短等问题,设计了一个采用周边弹簧支撑中心圆形质量块、柔性支撑固定电极结构形式的引信用MEMS万向触发开关。仿真结果表明,开关响应时间不大于300μs。由于采用圆形质量块,开关对0°... 针对现有MEMS惯性开关各向响应不一致和闭合时间短等问题,设计了一个采用周边弹簧支撑中心圆形质量块、柔性支撑固定电极结构形式的引信用MEMS万向触发开关。仿真结果表明,开关响应时间不大于300μs。由于采用圆形质量块,开关对0°～90°不同着角的冲击都能可靠响应;由于采用柔性电极,开关的闭合时间从小于10μs延长到30μs以上。 展开更多
关键词 引信 MEMS 万向开关 柔性电极万
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电磁驱动的引信MEMS解除保险机构 被引量：10
10
作者 席占稳 聂伟荣 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期1-4,共4页
针对现有引信MEMS安全系统仍依赖后坐和旋转环境解除保险,通用性受限制,提出一种微小型MEMS安全与起爆控制机构,它采用电磁驱动和弹簧回复力控制错位式MEMS保险与解除保险机构的动作,可综合利用通过传感器探测的弹道信息,并借助弹载计... 针对现有引信MEMS安全系统仍依赖后坐和旋转环境解除保险,通用性受限制,提出一种微小型MEMS安全与起爆控制机构,它采用电磁驱动和弹簧回复力控制错位式MEMS保险与解除保险机构的动作,可综合利用通过传感器探测的弹道信息,并借助弹载计算机控制该机构实现引信的解除保险过程。该机构与常规装置相比可以大大减小引信安全与解除保险装置体积,同时该机构具有一定的通用性。 展开更多
关键词 引信 MEMS 安全与保险机构 电磁驱动
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高g_n值悬臂梁式硅微加速度传感器的结构设计 被引量：2
11
作者 席占稳 赖百坛 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 2000年第6期39-43,共5页
针对高冲击加速度测量 ,分别就硅微加速度传感器等截面和变截面悬臂梁在不同结构尺寸下的应力状况及固有频率进行了有限元数值模拟 ;对等截面和变截面悬臂梁结构的灵敏度进行了分析比较和数值计算 ,结果都说明了采用变截面悬臂梁结构 ,... 针对高冲击加速度测量 ,分别就硅微加速度传感器等截面和变截面悬臂梁在不同结构尺寸下的应力状况及固有频率进行了有限元数值模拟 ;对等截面和变截面悬臂梁结构的灵敏度进行了分析比较和数值计算 ,结果都说明了采用变截面悬臂梁结构 ,灵敏度可提高近 30 % ;对选择的变截面悬臂梁结构的加速度传感器其量程为 1 0 0 0 0gn,有足够的抗过载能力 ,且横向灵敏度足够小 . 展开更多
关键词 悬臂梁式 压阻式加速度计 结构设计 硅微边速度传感器
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弹丸──引信系统炮口动态特性研究 被引量：1
12
作者 席占稳 周天胜 程翔 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期33-37,共5页
针对某尾翼破甲弹在尾翼张开过程中的弹一引系统的冲击振动特性进行了多项模拟试验，并把试验测得的尾翼张开过程的碰撞力作为载荷作用在弹体上，借助于有限元法和模态分析技术对弹体结构进行了动力分析，建立了尾翼张开过程中引信早炸... 针对某尾翼破甲弹在尾翼张开过程中的弹一引系统的冲击振动特性进行了多项模拟试验，并把试验测得的尾翼张开过程的碰撞力作为载荷作用在弹体上，借助于有限元法和模态分析技术对弹体结构进行了动力分析，建立了尾翼张开过程中引信早炸的概率模型，在计算机上进行了引信早炸概率的模拟，对该破甲弹的早炸事故分析有一定的参考价值。 展开更多
关键词 弹丸 引信系统 动态特性 弹药
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微机电引信发展模式探讨 被引量：7
13
作者 席占稳 《弹道学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期93-96,共4页
引信是一个相当复杂的机电系统，ＭＥＭＳ技术对未来引信的发展将带来哪些影响是一个值得认真探讨的问题．针对引信的信息、结构特点，应用ＭＥＭＳ技术，微机电引信的发展可能在三个层次上改变未来引信的面貌：（１）部件级，可制作固... 引信是一个相当复杂的机电系统，ＭＥＭＳ技术对未来引信的发展将带来哪些影响是一个值得认真探讨的问题．针对引信的信息、结构特点，应用ＭＥＭＳ技术，微机电引信的发展可能在三个层次上改变未来引信的面貌：（１）部件级，可制作固态安全系统；（２）产品级，导致固态引信的发展；（３）系统级，实现制导－引信一体化． 展开更多
关键词 MEMS 微机电引信 安全系统 固态引信 发展
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压阻式硅微型加速度传感器的研制 被引量：13
14
作者 席占稳 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第11期31-33,共3页
利用微加工技术制作了压阻式硅微型加速度传感器,对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,单臂梁结构的加速度传感器的灵敏度为1μV/gn,双臂梁结构加速度传感器的灵敏度为1.6μV/gn,结果与理论设计值基本吻合。
关键词 压阻式加速度传感器 硅 微加工 动态测试 结构形式
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高校科技目标管理的实践与探索 被引量：2
15
作者 席占稳 董文爱 《研究与发展管理》 1994年第5期42-44,共3页
关键词 科技目标管理 高校科技 评价因素 学术论文 科技工作 过程管理 目标体系 层次分析法 管理方法 因素体系
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高校在国家创新体系中的作用与地位 被引量：2
16
作者 席占稳 《南京理工大学学报（社会科学版）》 2000年第1期70-72,共3页
高校在人才、基础研究方面 ,具有极大的优势 ,因此应成为知识创新系统中的执行主体 。
关键词 国家创新体系 高等院校 技术创新 高技术辐射
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弹－引系统炮口安全性测试与分析
17
作者 席占稳 周天胜 程翔 《弹道学报》 CSCD 1994年第4期64-69,共6页
针对某尾翼破甲弹在尾翼张开过程中弹－引系统的冲击响应特性，进行了多面模拟试验，建立了尾翼张开过程中引信早炸的概率模型，并在计算机上进行了引信早炸的概率计算，对该破甲弹的安全性分析有一定的参考价值．
关键词 弹-引系统 安全性 早炸 安全测试 尾翼
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应用于引信固态安全系统的硅微加速度传感器研究
18
作者 席占稳 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 2000年第3期277-280,共4页
微机电系统 (MEMS)将对引信的发展提供其它技术不可比拟的技术支撑。该文论述了基于MEMS引信固态安全系统的概念及作用原理 ;针对可应用于引信安全系统的硅微压阻式加速度传感器 ,用有限元法计算了不同厚度悬臂梁结构在1 0 0 0 0 g加速... 微机电系统 (MEMS)将对引信的发展提供其它技术不可比拟的技术支撑。该文论述了基于MEMS引信固态安全系统的概念及作用原理 ;针对可应用于引信安全系统的硅微压阻式加速度传感器 ,用有限元法计算了不同厚度悬臂梁结构在1 0 0 0 0 g加速度作用下的应力分布、固有频率 ,设计了力敏电阻电桥结构 ,并计算了传感器的灵敏度。最后介绍了压阻式悬臂梁结构的加速度传感器制作工艺。 展开更多
关键词 引信 保险装置 加速度传感器 微机电系统
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科技人力结构分析及施才策略
19
作者 席占稳 《南京理工大学学报（社会科学版）》 1997年第4期81-83,共3页
关键词 结构分析 科技人力 青年科技人员 老科技人员 学科带头人 科技发展 年龄结构 科技投入 人力结构 科技工作
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UV-LIGA工艺误差对MEMS万向惯性开关性能的影响 被引量：7
20
作者 曹云 席占稳 +2 位作者 王炅 聂伟荣 孔南 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1815-1823,1833,共10页
为提高微机电系统(MEMS)万向惯性开关的性能,实现工程化应用,对其进行工艺误差与性能关系研究.基于多层UV-LIGA工艺制作多个开关样机,进行主要结构尺寸测量,并确定工艺误差方向;从UV-LIGA工艺过程的曝光、显影与电铸、腐蚀3个阶段,分析... 为提高微机电系统(MEMS)万向惯性开关的性能,实现工程化应用,对其进行工艺误差与性能关系研究.基于多层UV-LIGA工艺制作多个开关样机,进行主要结构尺寸测量,并确定工艺误差方向;从UV-LIGA工艺过程的曝光、显影与电铸、腐蚀3个阶段,分析误差的产生机理,并进一步分析单一结构误差、非对称误差和偏心误差对开关阈值和接触时间的影响.结果表明:弹簧线宽、厚度、侧壁倾角和两电极间隙等单一结构尺寸的增大会导致阈值增大;非对称误差会导致开关各向刚度不一致,使阈值散布更大;偏心误差会大幅度减小开关轴向阈值,而对径向阈值影响较小.对多个开关样机的测试结果验证了开关工艺误差及单一结构误差对阈值影响的正确性. 展开更多
关键词 微机电系统(MEMS) UV-LIGA 工艺误差 万向惯性开关 阈值
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