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[发明专利]一种基于空气耦合超声的高空间分辨率应力动态测量方法-CN202310076566.1有效
发明人：赵勃;史维佳;王绍凯;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-29 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G01L1/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于空气耦合超声的高空间分辨率应力动态测量方法。当接收空耦换能器与空耦换能器在待测试样的射入及接收之间的距离为L时，记录待测试样进行一个周期的周期运动的运动位置及当下位置的接收回波信号F(x)；将F(x)与无应力状态下相比得到声时差，在根据声时差计算得到每个运动位置下对应的L传播距离的平均应力值；当距离为L+ΔL时，记录待测试样进行一个周期的周期运动的运动位置及当下位置的接收回波信号F1(x)；将F1(x)与其无应力状态下相比得到声时差，在根据声时差计算得到每个运动位置下对应的L+ΔL传播距离的平均应力值；每个运动位置下对应的ΔL位置的应力值即为两者之差。用以解决传统超声应力测量中空间分辨率与测量精度的矛盾关系及耦合剂对测量的影响问题。
一种基于空气耦合超声空间分辨率应力动态测量方法

[发明专利]一种薄板气浮运输流固耦合计算方法及系统-CN202310575378.3在审
发明人：王绍凯;蒋荷洁;史维佳;赵勃;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-19 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种薄板气浮运输流固耦合计算方法及系统，其中，该方法包括：在流体域上，采用雷诺方程或ansys预先获取单个正压单元或负压单元的气膜的力和刚度随气膜厚度变化的函数曲线；在结构域上，根据函数曲线与结构动力学方程建立气浮运输理论模型，并采用Newmark显式积分方法对气浮运输理论模型进行求解，获得薄板变形。由此，解决了现有技术不适用于不同的气浮平台的薄板气浮运输流固耦合计算的技术问题，以及现有商用软件的双向强流固耦合计算耗费资源庞大且收敛难度大的技术问题，能较好地模拟气浮平台的特性，从而普遍适用于优化不同的气浮平台。
一种薄板运输耦合计算方法系统

[发明专利]一种宏微跨尺度流固耦合计算方法及系统-CN202310575388.7在审
发明人：王绍凯;蒋荷洁;史维佳;赵勃;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-19 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种宏微跨尺度流固耦合计算方法及系统，其中，该方法包括：在流体域上，采用雷诺方程或ansys预先获取单个正压单元或负压单元的气膜的力随气膜厚度变化的函数曲线；在结构域上，根据函数曲线与结构动力学方程建立气浮运输理论模型，并采用模态叠加法对气浮运输理论模型进行求解，获得薄板变形。由此，该方法解决了现有技术不适用于不同的气浮平台的宏微跨尺度流固耦合计算的技术问题，以及现有商用软件的双向强流固耦合计算耗费资源庞大且收敛难度大的技术问题，能较好地模拟气浮平台的特性，从而普遍适用于优化不同的气浮平台。
一种宏微跨尺度耦合计算方法系统

[发明专利]基于多晶元空气耦合换能器的平面应力超声测量方法-CN202210980454.4有效
发明人： 史维佳;王丙泉;赵勃;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-08-16 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G01L1/25 文献下载
摘要：一种多晶元空气耦合换能器及其平面应力超声测量方法、计算机和储存介质，涉及超声检测技术领域。解决传统平面应力测量方法多采用一对接触式超声换能器通过至少变换3个不同测量方向，获得3个测量方向的声时差等信息来计算求得平面应力，操作过于复杂的，且耦合剂会影响平面应力测量准确性的问题。所述方法包括：激励信号发送端向待测件发射通过多晶元空气耦合换能器晶元的超声波；激励信号接收端接收待测件通过多晶元空气耦合换能器对应晶元返回的回波；根据所述超声波和回波通过数据处理获取Lamb波的声时差；根据Lamb波的声时差获取第一主应力、第二主应力、第一主应力与正交各向异性复合材料纤维方向夹角。适用于平面应力检测领域。
基于多晶空气耦合换能器平面应力超声测量方法

[发明专利]一种基于Lamb波单模双频差分声时比的无基线空耦超声平面应力检测方法-CN202310431847.4在审
发明人：王丙泉;史维佳;赵勃;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G01L1/25 文献下载
摘要：本发明提出一种基于Lamb波单模双频差分声时比的无基线空耦超声平面应力检测方法。本发明利用Lamb波的双频差分声时比作为应力表征的新参量，消去了现有技术中应力系数表达式引入的复合材料板中超声波传播距离L，且无需通过无应力下的参考信号获得声时差，从而避免了空耦超声应力检测时由于复合材料板中超声波传播距离L无法准确获得以及实验条件不一致等因素而引入的误差，提高了应力定量表征的准确度。
一种基于 lamb 单模双频差分声时基线超声平面应力检测方法

[发明专利]一种基于迟滞逆模型的压电换能器滑模控制方法、装置、计算机及存储介质-CN202210661061.7有效
发明人： 史维佳;赵勃;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-06-13 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种基于迟滞逆模型的压电换能器滑模控制方法、装置、计算机及存储介质，涉及压电迟滞补偿控制技术领域。解决传统迟滞逆模型的控制方法受操作算子和阈值数量的限制，需要人工选择动态阈值函数和密度函数，影响补偿效果与跟踪精度的问题。所述方法包括：根据压电传感器构建深度线性化迟滞模型和模型辨识；根据深度线性化迟滞模型构建深度线性化迟滞补偿逆模型，并获取参考轨迹；根据参考轨迹计算补偿控制电压序列；根据补偿控制电压序列构建滑模控制器；根据补偿控制电压序列和滑模控制器的控制电压，建立压电换能器的控制律；根据压电换能器的控制律和输入控制电压控制压电换能器获取输出位移，完成滑模控制器的反馈。适用于压电驱动领域。
一种基于迟滞模型压电换能器滑模控制方法装置计算机存储介质

[发明专利]基于步进差分声时差的空耦超声高空间分辨率应力测量方法-CN202310076580.1在审
发明人：王丙泉;谭久彬;赵勃;史维佳 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-29 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： G01L1/25 文献下载
摘要：一种基于步进差分声时差的空耦超声高空间分辨率应力测量方法。根据倾角组装测量装置；设置激励空耦超声换能器与接收空耦换能器的使Lamb波的传播距离为L0，测量此时的声时差TL0并代入利用标定的应力系数K1,L0获得L0段的平均应力σL0；保持激励空耦超声换能器位置不变，采用步进方式使接收空耦超声换能器移动ΔL，使Lamb波的传播距离增加至L；使L＝L0+ΔL；Lamb波的传播距离为L的应力系数为K1,L＝L/L0·K1,L0；获得L段的平均应力σL；通过σL0、σL以及ΔL段的应力值σΔL的关系得到。用以解决空耦超声Lamb波应力测量方法存在测量精度与空间分辨率的矛盾问题及耦合材料对待测件带来的二次污染问题。
基于步进差分声时差超声空间分辨率应力测量方法

[发明专利]复合板材超声缺陷检测方法及装置和复合板材-CN202210581467.4有效
发明人： 史维佳;王丙泉;赵勃;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-05-26 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：复合板材超声缺陷检测方法及装置和复合板材，涉及超声缺陷检测领域。针对现有技术中空气耦合超声同侧检测方法存在快速检测与检测精度相互矛盾的问题，本发明提供的技术方案为：超声缺陷检测方法，应用于待测复合板材料，所述的方法包括：采集复合板材料上的Lamb波信号；选定待测复合板材料上相互正交的两个线性方向作为步进扫描的方向；采用超声检测的方式沿所述的步进扫描的方向以预设步长K进行检测；采集复合板材料上的Lamb波信号。通过所述的Lamb波信号获取缺陷指标DI；扫描区域的每个成像点定义虚拟合成孔径；通过所述的虚拟合成孔径和缺陷指标DI获取缺陷位置。适于复合板材料的缺陷检测应用中。
复合板材超声缺陷检测方法装置

[发明专利]一种空耦超声高空间分辨率应力场测量装置的使用方法-CN202211462144.X有效
发明人：王丙泉;赵勃;史维佳;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-11-22 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种复合材料的高空间分辨率应力场空耦超声应力测量装置的使用方法，属于超声检测技术领域，包括一种复合材料的高空间分辨率应力场空耦超声应力测量装置，所述一种复合材料的高空间分辨率应力场空耦超声应力测量装置包括激励空耦超声换能器、接收空耦超声换能器、高速采集卡和上位机；待测复合材料板试样的一侧放置有激励空耦超声换能器，在激励空耦超声换能器的同侧放置有接收空耦超声换能器，接收空耦超声换能器的输出端通过传输线连接有高速采集卡，高速采集卡的输出端通过传输线连接有上位机。
一种超声空间分辨率力场测量装置使用方法

[发明专利]基于回波幅值自适应加权补偿的应力高精度测量方法及系统-CN202210926522.9有效
发明人：赵勃;邓森;史维佳;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-08-03 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G01L1/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于回波幅值自适应加权补偿的应力高精度测量方法，属于应力测量技术领域，用于解决现有实际应力测量场合下，超声波同频带的噪声对信号产生干扰等情况，最终造成应力检测精度不高的技术问题，包括：采集待测构件未安装时的理想回波信号和安装但未加载预紧力时的超声回波信号；预设误差允许值、初始权重矩阵等与理想回波信号和超声回波信号进行权重矩阵训练，得到初始输出信号和最佳维度的权重矩阵；构建未知应力下的含噪声矩阵，并通过最佳维度的权重矩阵对其进行去噪处理，得到无噪声输出信号；通过初始输出信号和无噪声输出信号求解实际声时延迟量，并基于声弹性效应处理实际声时延迟量，以求解待测构件的内部应力。
基于回波自适应加权补偿应力高精度测量方法系统

[发明专利]基于时空域混合分析的梳状压电换能器结构优化设计方法-CN202210560458.7有效
发明人：李佳鑫;赵勃;史维佳;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-05-23 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于时空域混合分析的梳状压电换能器结构优化设计方法，属于超声应力监测技术领域，以解决现有换能器受限激励信号的频率范围、需两个激励性能一致的电磁超声换能器对称激发才可实现单一模态激励等，即无法实现复杂条件下单一模态超声导波的激励的技术问题，包括：初始化异形电极梳状换能器的几何参数，并建立波数分析公式；利用该公式结合鲁棒贝叶斯优化算法对几何参数进行优化调整，确定六个优化几何参数作为窄通带波长范围，并根据窄通带波长范围对换能器进行结构优化设计；根据窄通带波长范围和待测对象的相速度频散曲线确定最佳时域信号参数；利用最佳时域信号参数激励结构优化设计后的换能器实现最优单一模态Lamb激励。
基于时空混合分析压电换能器结构优化设计方法

[发明专利]一种基于Lamb波双模态声时比的复合材料空耦超声平面应力检测方法-CN202211246109.4在审
发明人：王丙泉;史维佳;赵勃;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-10-12 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G01K7/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于Lamb波双模态声时比的复合材料空耦超声平面应力检测方法。步骤一：组装检测设备；步骤二：基于步骤一的检测设备和Lamb波双模态声时比，采用单向加载应力，得到不同的应力系数关系；步骤三：基于步骤二的应力系数关系，求解应力系数；步骤四：基于步骤三的应力系数，获取三个声时比；步骤五：基于步骤四的声时比描述检测点的应力状态；步骤六：重复步骤四和步骤五，直至完成检测扫描。大幅提高复合材料板应力系数标定以及空耦超声应力表征的准确度。
一种基于 lamb 双模态声时复合材料超声平面应力检测方法

[发明专利]模态分解双谱分析的空耦超声应力检测装置及方法-CN202210541857.9有效
发明人：阚艳;范鑫;单奕萌;赵勃;史维佳 -专利权人：国营芜湖机械厂;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-05-18 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明提出了模态分解双谱分析的空耦超声应力检测装置及方法，通过激励空耦换能器在待测件中激励出纯净的A0模态lamb波，确定换能器倾角，确定正弦脉冲信号，经过电压放大器施加在激励空耦换能器，用接收空耦换能器接收回波，通过前置放大器进行低噪声放大，用示波器进行显示并上传至上位机；上位机进行模态分解双谱分析获得准确声时差估计从而实现应力准确表征；本发明采用空气耦合Lamb波超声检测，在检测过程中以空气代替了传统超声无损检测中的耦合剂，消除了耦合剂对声时差估计的影响，且模态分解双谱分析方法能够准确获取有无应力的声时差，解决了传统的声时差估计不准而导致的应力测量误差较大，重复性较差等问题。
分解谱分析超声应力检测装置方法

[发明专利]一种相控阵空气耦合换能器及其平面应力超声测量方法和装置-CN202211007605.4在审
发明人：王丙泉;赵勃;史维佳;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G01N29/28 文献下载
摘要：一种相控阵空气耦合换能器及其平面应力超声测量方法和装置，属于超声检测技术领域。解决单晶元的接触式超声换能器测量方向仅由一个传播路径获得声时差信息来得到应力分量，影响平面应力测量准确性的问题。所述方法包括：接收激励信号的换能器信号将激励信号传输至压电陶瓷，转化为声信号传至待测件，声信号在待测件产生LCR波；待测件发送回波信号至接收响应信号的换能器，并转化为响应信号传输至接收响应信号的信号连接端；根据LCR波和响应信号通过数据处理获取声时差；调节换能器角度，重复上述操作，获取其余两个对应测量方向的声时差；根据莫尔圆应力理论和三个方向的应力完成待测件待测区域的平面应力测量。适用于应力检测领域。
一种相控阵空气耦合换能器及其平面应力超声测量方法装置

[发明专利]一种压电驱动三闭环控制系统及其控制方法-CN202111439202.2有效
发明人：赵勃;亓雪;史维佳;谭久彬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-11-29 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种压电驱动三闭环控制系统及其控制系统。基于电机的机电耦合模型与动力学模型，利用BP神经网络辨识电机的输出力—控制电压的非线性模型；基于电压的非线性模型建立压电驱动三闭环控制系统；基于压电驱动三闭环控制系统建立位置环，包括位置PI控制器；基于压电驱动三闭环控制系统建立速度环，包括速度PI控制器、输出力观测器与的输出力控制电压的非线性辨识模型；基于压电驱动三闭环控制系统建立电压环，包括电压PID控制器；将控制电压信号接入驱动器，产生电机的驱动电压，驱动电机运动。本发明为了解决由于超声电机自身工作原理难以进行精确建模，未能实现压电精准控制的问题。
一种压电驱动闭环控制系统及其控制方法

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