實驗名稱：高壓放大器基于壓電驅動器的機翼除冰方法研究

研究方向：壓電效應、多普勒激光測振

實驗原理：多普勒激光測振儀是基于多普勒激光測振原理工作的，當四邊固支的矩形板通過驅動器激振起來時，通過激光掃描鋁板上的各個點，可以得出振動模態、振動位移和振動速度等。

測試設備：ATA-2021B高壓放大器、多普勒激光測振儀、控制系統、壓電片、鋁板

圖：測振實驗工作原理

實驗過程：

兩個壓電片和結冰面不是同一面。矩形板四支用兩塊10m厚的鋁板夾持并用螺栓固定。夾持的固支件重量遠大于矩形鋁板的重量，能夠保持鋁板四邊的固定。由測振儀的控制盒發出的信號經過功率放大器，激勵兩個壓電片，激勵的電壓峰峰值達到50V。測振實驗的工作原理如上圖所示，對四邊固支的矩形板進行測振實驗，多普勒激光位移測振系統通過電腦控制，控制盒發出0-2kHz的掃頻信號，通過功率放大器，測振實驗中電壓不用很高，放大為50V的峰峰值，信號驅動位于矩形板上的壓電片，引起矩形板的振動，多普勒激光測振儀采集了振動模態、振動位移和振動速度等信息，并通過軟件處理可以以圖形的形式表示。

實驗結果：

對薄板的振動通過多普勒激光測振儀采集，經過處理后可以得到薄板在兩個壓電驅動器作用下的頻響曲線，如下圖所示。

圖：驅動器作用下薄板的頻響曲線

上圖的曲線顯示的是鋁板在0-2KHZ的頻響曲線，從上面的曲線取峰值點，可以得出矩形板的共振頻率點。由于矩形板的振動是個三維的振動，比較復雜，本文中只分析了對除冰較為重要的面外振動。將分析得到的共振頻率值和仿真、理論計算得到的對比如下圖所示。觀察壓電片的布片位置和第三階固有振型可以看到，當兩個壓電片輸入同樣的激振信號，激起的第二階模態因為相位差的緣故振幅會相互抵消，即第二階振型的峰值因相互抵消而消失，所以在測振實驗中無法觀測到第二階的共振頻率。

圖：不同振型的數值

安泰ATA-2021B高壓放大器：

圖：ATA-2021B高壓放大器的指標參數

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