电 动 势
《电工基础》学案8
电动势
【学习要求】
1.了解电动势的形成
2.掌握电动势的概念，大小计算；
3.掌握电动势的方向；
【学习重点、难点】
重点：掌握电动势的概念、大小计算和方向的表示；
难点：电动势的方向
【学时安排】
2学时
【学习过程】
一、课前预习
学生在预习过程中带着以下问题进行学习和思考
1.搜集电动势的相关资料，准备小组交流；
（了解电动势的形成，物理意义，生活中常见的电动势）2.电动势的概念；
二、课堂学习任务
理解电源的电动势的形成
向
图示电路中，正电荷由电位高点A点即电源的正极经外电路到低电位点B 点即电源的负极，电流流经灯泡使其发光，正负电荷不断中和，为保证能够产生持续的电流，作为电源的干电池需要把正电荷从电源的负极源源不断地移到电源的正极。
这里水泵的作用就类似电源的作用
1.电动势的物理意义
2.电动势的概念及表达式
3.电动势的单位
国际单位：；
4. 电动势方向的规定：；请画图示意：
5.电压与电动势的区别
四、课堂小结（教师引导，学生归纳总结）
要点点击：
五、作业布置
电池电动势的测定及其应用
电池电动势的测定及其应用 摘要：本实验中我们通过对消法测量原电池Cu│CuCl2(m1)║AgNO3(m2)│Ag 和不同温度下原电池Ag-AgCl│KCl(m3)║AgNO3(m2)│Ag 的电动势。通过能斯特方程以及吉布斯-亥姆霍兹方程，我们计算了不同温度下氯化银的溶度积和电池反应的热力学常数。 关键词：电池电动势; 对消法; 热力学函数 Measurement and Application of the Potential of Reversible Batter Abstract:In this experiment, we measure the electromotive force of two primary cells, Cu│CuCl2(m1)║AgNO3(m2)│Ag and Ag-AgCl│KCl(m3)║AgNO3(m2)│Ag by using compensation method. At the same time, the electromotive force of the latter one is measured under different temperatures. By means of Nernst equation and Gibbs-Helmholtz equation, we calculate the solubility product of AgCl and thermodynamic functions of the cell reaction under different temperatures. Keywords:Reversible Battery，Electrode Potential，Thermodynamic Functions the
原电池电动势的测定实验报告
原电池电动势的测定实验报告范本（完整版） After Completing The Task According To The Original Plan, A Report Will Be Formed To Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas?
互惠互利共同繁荣
原电池电动势的测定实验报告范本 (完整版) 备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提岀今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 实验目的 1.掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的 操作技术 2.学会几种电极和盐桥的制备方法 3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势 实验原理 凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池 (或原电池)。 可逆电池应满足如下条件： (1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆；⑵电池中不允许存在任何不可逆的液接界；(3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，即测量时 通过电池的电流应为无限小。
因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位;用电位差计测量电动势可满足通过电池电流为无限小的条件。电位差计测定电动势的原理称为对消法, 可使测定时流过电池的电流接近无限小，从而可以准确地测定电池的电动势。 可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。设正极电势为e+,负极电势为e-,则电池电动势 E = e+ - e-。 电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准，规定其电极电势为零。将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测岀，具体的电极电位可参考相关文献资料。
电动静液作动器非线性框图建模与鲁棒控制方法
电动静液作动器非线性框图建模与鲁棒控制方法 康荣杰1 , 焦宗夏1 , J ea n Cha r le s Ma r e 2 , 尚耀星1 , 吴 帅1 (1 . 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院 , 北京 100191) (2 . 国家应用科学学院 机械工程系 , 法国 图卢兹 F31077) No nl i near Bloc k D i agra m Mod el a n d R obust Cont r o l of Ele c tro 2hydrostati c Ac t ua to r Ka n g Ro ngjie 1 , J iao Zo ngxia 1 , J ea n Cha r le s Ma r e 2 , Sha n g Yao xi n g 1 , Wu Sh u ai 1 (1 . School of A u to matio n Science a n d Elect rical Engineeri n g , Beijing U niver s it y of Aero nautic s a n d A s t ro n a u tic s , Beijing 100191 , China ) 摘 要 : 阐述了机载电动静液作动器 ( E H A ) 的典型工作原理与结构特点 ,根据其元部件数学方程 ,建立非线 性精确框图模型 ,完善了 E HA 补油回路和摩擦特性的描述 。通过对系统阻尼 、稳态误差及摩擦的仿真分析 , 设计了一种结合动态压力反馈与变增益控制策略的状态反馈控制器 ,改善了系统动 、静态性能 。鲁棒性测试 结果反映了系统参数不确定性对性能的影响 。 关键词 : 电动静液作动器 ; 框图模型 ; 仿真 ; 控制 ; 鲁棒性 中图分类号 : T H137 ; V 245 文献标识码 : A Abstract : Thi s a rticle de scribe s a t ypical a rchitect ure of elect ro 2hydro static act uato r ( E HA ) , and esta bli shes it s no nlinea r accuracy mo del by block diagra m , w hich co ntains t he ref eeding ci rcuit a nd f rictio n. Ba sed o n t he simulatio n analysi s of da mping , static er ro r a nd f rictio n , t hi s a rticle utilize s t he dynamic p re ssure f eedback a nd gain va ria ble st rategy to de sign t he co nt roller i n state space. The ro bust 2te st re sult s indicate t he inf l uence of p a r amet ric uncertainne s s o n syst e m p e rfo r m a n ce . K ey w ords : elect ro 2hydro static act uato r ; block diagram mo d el ; simulatio n ; co n t rol ; ro b ust ne s s 斯变换 ,求解系统传递函数进行分析[ 123 ] 。 传递函数本质 上是 一种 描 述线 性定 常 系 统 的数学模型 ,并假定零初始状态 ,这与实际 E HA 系统不 尽 相 符 。由 于 传 递 函 数 的 局 限 性 , 目 前 已 有 的 E H A 模 型 , 大 都 忽 略 了 补 油 环 节 , 并 简 化了摩 擦 。作 为 改 进 , 本 文 提 出 一 种 基 于数 学 方程构建 E HA 框图模型的建模方法 ,有利于描 述系统非线性特征 ,提高模型的精确性 。 传统液压系统由于泄漏 、噪声 、管路复杂等原 因 ,将逐步退出机载伺服作动领域 ,取而代之的是 采用功 率电 传 ( Po wer 2B y 2Wi r e , PB W ) 技 术的 飞 行控制系统 。PB W 使飞机次级能源系统至各作 动器之间的功率传输可以通过电缆以电能量方式 完成 ,就像 Fl y 2B y 2Wi re ( FB W ) 控制系统不再需 要机械连接一样 , PB W 作动器也不再需要中央液 压系统和遍布机身的液压管路 ,从而大幅提高了 飞行器的可靠性 、效率和生存能力 ,有助于实现多 电/ 全电飞机 。 电动静液作动器 ( E H A ) 是率先获得发展的功 率电传作动器 。国外从 20 世纪 60 年代开始这方 面的研究 , 20 世纪 90 年代末 , E H A 逐步在 F 218 SRA , F 216 等飞机上进行试验 ,并获得成功 ,目前 , 已经少量装备于美国 F 235 联合攻击机和空中客车 A380 等机型 。国内相关的研究刚刚起步 ,主要工 作集中在方案设计 、建模仿真及相关控制理论研 究 ,采用的数学方法通常是基于微分方程的拉普拉 1 E H A 结构分析 E H A 是一种基于闭式回路的电液伺服作动 系统 ,根据驱动电机和液压泵的不同工作模式 ,目 前主要有 : 定排量2变转速 ( F P V M ) ,变排量2定转 速 ( V P F M ) 和变排量2变转速 ( V PV M ) 3 种形式 。 其中 , F P V M 2E H A 通过控制电机 的 转向 和转 速 来控制作动器的运动方向及速率 ,相比其他方案 , 在效率和结构简化上更具优势 。 图 1 描述了一种典型 F PV M 2E H A 的结构原 理 。无刷直流伺服电机工作电压 270 V ,最高转 收稿日期 :2008202228 ; 修订日期 : 2008205201 通讯作者 :康荣杰 E 2mail : ka n gro n gjie @vip . 163 . co m
电动势的测定及其应用(实验报告)
实验报告 电动势的测定及其应用 一．实验目的 1．掌握对消法测定电动势的原理及电位差计，检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。 2．学会制备银电极，银～氯化银电极，盐桥的方法。 3．了解可逆电池电动势的应用。 二．实验原理 原电池由正、负两极和电解质组成。电池在放电过程中，正极上发生还原反应，负极则发生氧化反应，电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用作电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质，从化学热力学得知，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系： △r G m =-nFE 式中△r G m 是电池反应的吉布斯自由能增量；n 为电极反应中电子得失数；F 为法拉第常数；E 为电池的电动势。从式中可知，测得电池的电动势E 后，便可求得△r G m ，进而又可求得其他热力学参数。但须注意，首先要求被测电池反应本身是可逆的，即要求电池的电极反应是可逆的，并且不存在不可逆的液接界。同时要求电池必须在可逆情况下工作，即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行，此时只允许有无限小的电流通过电池。因此，在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时，所设计的电池应尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减小液接界电势。 为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，一般均采用电位差计测量电池的电动势。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能分别测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池电动势。 附【实验装置】（阅读了解） UJ25型电位差计 UJ25型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计，其测量范围为 mV .V 1171-μ(1K 置1?档)或 mV V 17110-μ（1K 置10?档） 。使用V V 4.6~7.5外接工作电源，标准电池和 灵敏电流计均外接，其面板图如图5.8.2 所示。调节工作电流（即校准）时分别调节1p R （粗调）、2p R （中调）和3p R （细 调）三个电阻转盘，以保证迅速准确地调 节工作电流。n R 是为了适应温度不同时标准电池电动势的变化而设置的，当温 图5.8.2 UJ31型电位差计面板图 + - -++- + -标准 检流计 5.7-6.4V 未知1 未知2 K 1 R P2 R P3 R P1 R n K 2 I II III 1.01×10 ×1 未知1 未知2 标准断断粗 中 细 ×1 ×0.1 ×0.001 粗细短路
电液伺服作动器的生产技术
图片简介: 本技术属于飞行控制领域，具体涉及一种电液伺服作动器。在现有伺服作动器的基础上，增加模态转换组件和系统背压组件实现多模态的控制转换。满足了基于飞机舵面作动架构的安全性需求。 技术要求 1.一种电液伺服作动器，其特征在于，包括：进油单向阀(1)、电液伺服阀(2)、模态电磁 阀(3)、模态转换阀(4)、作动筒线位移传感器(5)、液压作动筒(6)、两个抗气穴阀(9)、蓄能器(13)、回油背压阀(14)，其中，两个抗气穴阀均为液压单向阀；回油背压阀是溢流阀，在固定的压力下打开提供油路背压；模态电磁阀(3)为两位三通电磁阀，通电时控制口与 高压油接通，断电时控制口与回油接通；
进油口通过管路与进油单向阀(1)进口连接，进油单向阀(1)出口通过管路与电液伺服阀(2)进油口连接，电液伺服阀(2)的回油口通过管路与回油背压阀的进口连接，回油背压阀出口通过管路与回油口连接，电液伺服阀(2)的两个负载口分别通过两条管路与模态转换阀(4)的两个进油口连接，模态转换阀(4)的第一负载口和第二负载口分别通过两条管路与液压作动筒(6)的第一油管嘴和第二油管嘴连接； 模态电磁阀(3)进油口通过管路与进油单向阀(1)出口连接，模态电磁阀(3)回油口通过管路与回油背压阀进口连接，模态电磁阀(3)控制口通过管路与模态转换阀(4)液压控制口连接； 液压作动筒(6)的第一油管嘴和第二油管嘴通过两条管路分别与两个抗气穴阀的出油口连接，两个个抗气穴阀的进油口通过管路与回油背压阀的进口连接； 蓄能器(13)通过管路与回油背压阀的进口连接； 作动筒线位移传感器(5)安装在液压作动筒(6)内部，作动筒线位移传感器(5)铁芯与作动筒活塞固连，作动筒线位移传感器(5)线圈与作动筒筒体固连固定。 2.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，还包括：压差作动筒线位移传感器(7)和压差作动筒(8)，其中，液压作动筒(6)的第一油管嘴和第二油管嘴通过两条管路分别与压差作动筒(8)的两个油管嘴连接，压差作动筒线位移传感器(7)安装在压差作动筒(8)内部，压差作动筒线位移传感器(7)铁芯与压差作动筒(8)活塞固连，压差作动筒线位移传感器(7)线圈与压差作动筒(8)筒体固连固定。 3.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，压差作动筒(8)内部设置有对中弹簧。 4.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，蓄能器(13)为弹簧活塞式或气压活塞式的蓄能器。 5.根据权利要求1所述的作动器，其特征在于，模态转换阀(4)是液控的两位四通阀，在接收高压油控制时为正常工作位置，没有高压油输入时为阻尼工作位置。 6.根据权利要求1至4中任一项所述的作动器，其特征在于，还包括：旁通电磁阀(11)、阻尼切换阀(12)以及两个高压选择阀(10)，其中，
CRH380AL型动车组受电弓工作原理浅析(可编辑修改版).
CRH380AL型动车组受电弓工作原理浅析 摘要：CRH380A动车组，编组16列，目前运行速度300km/h，如此高的运行速度，旅客们对动车组乘坐的舒适性和安全性也提出了很高的要求。但要达到这一目标稳 定的动力输出是必不可少的，要提供稳定动力输出，高压 供电系统的稳定是基础。而提到动车组高压供电系统，就 不得不提到受电弓。 关键词：动车组；动力输出；高压供电系统；受电弓 高压供电系统是动车组关键技术之一，而受电弓的表 现直接关系到动车组高压供电系统的稳定性。在动车组的 检修过程中，对受电弓的检查和试验是相当严格的，是绝 对不能有半点失误的。任何一点失误，都有可能对动车组 的运行造成极其恶劣的影响。现在结合日常的工作，对动 车组受电弓的组成及工作原理进行简要的介绍。 一、受电弓概述 CRH380AL动车组使用的受电弓型号为DSA380，弓头长1950mm，滑板长1576mm，质量（不包括绝缘子和阀板）为117kg，其结构如下图： 图1 受电弓结构 主要参数： （1）最小绝缘距离：≥310mm
（2）最大电流：1000A （3）短路电流：35kA（60ms） （4）车辆静止时最大电流：80A （5）受电弓落弓时高度：666mm （6）静态接触压力为80N、可调 （7）最大集电头（弓头）宽度：1950mm（+0/- 10mm） （8）两根滑板中心线距离：约580mm （9）滑板材料：渗金属碳 （10）弓角材料：部分绝缘 （11）最大上升时间：10s （12）最大下降时间：10s （13）下降310mm的最大时间：3s （14）ADD释放后，故障受电弓降到考核高度下200mm处的最大时间：1.0s （15）输入空气压力：4～10bar （16）形式及管径：内螺纹/G 1/2’ 二、工作原理 1.升降弓工作原理 当受电弓的电磁阀得电时，压缩空气也经过减压阀、电控阀一路向气囊（17）充气，同时一路向受电弓的集电头上的滑板气腔内充气；当气囊内气压达到一定压力时，
原电池电动势的测定与应用物化实验报告
原电池电动势的测定及热力学函数的测定 一、实验目的 1) 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法； 2) 掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法； 3) 加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解； 4) 了解可逆电池电动势测定的应用； 5) 根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池 反应的热力学函数△G 、△S 、△H 。 二、实验原理 1．用对消法测定原电池电动势： 原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。而测量可逆电池的电动势，只能在无电流通过电池的情况下进行，因此，采用对消法。对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。 2．电池电动势测定原理： Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO 3 (0.02 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位： 其中)25(00097.0799.0Ag /Ag --=+ t ?；而+ ++-=Ag Ag /Ag Ag /Ag 1 ln a F RT ?? 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关，其关系式： φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25) 而电池电动势 饱和甘汞理论—??+=Ag /Ag E ；可以算出该电池电动势的理论值。与测定值 比较即可。 3．电动势法测定化学反应的△G 、△H 和△S ： 如果原电池内进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下工作，则此电池反应在定温定
实验一原电池电动势测定
实验一 原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1．测定Cu -Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电势。 2．学会几种电极的制备和处理方法。 3．掌握SDC -Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 原电池由正、负两极和电解质组成。电池在放电过程中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池内部还可以发生其它反应，电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系： G nFE ?=- （9-1） 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量；n 为电极反应中得失电子的数目；F 为法拉第常数（其数值为965001C mol -?）；E 为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E 后，进而又可求出其它热力学函数。但必须注意，测定电池电动势时，首先要求电池反应本身是可逆的，可逆电池应满足如下条件： (1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆； (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界； (3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。 在进行电池电动势测量时，为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位计测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池的电动势。由（9-1）式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为： 符号“｜”代表固相（Zn 或Cu ）和液相（4ZnSO 或4CuSO ）两相界面；“‖”
电 动 势 测 定
电动势测定 背景知识 一、关于电池、电极和盐桥 电化学是研究电现象与化学现象之间内在联系的一门学科，其最基本的要素是电极和溶液。电极能传导电子，常为金属，也可以是半导体。电池是原电池和电解池的通称，电池由至少两个电极及相应的电解质组成，它依靠离子导电，通常是水溶液，也可以是非水溶液、熔盐或固体电解质。 1、电极反应：在电极-溶液界面上产生的伴有电子得失的氧化或还原反应。 2、电池反应：电池中各个电极反应、其它界面上的变化以及由离子迁移所引起的变化的总合。其中必进行氧化还原反应。 3、阳极：负离子趋向或正离子离开的电极。在阳极上产生失电子的氧化反应，电流由电极进入溶液。 4、阴极：正离子趋向或负离子离开的电极。在阴极上产生得电子的还原反应，电流由溶液进入电极。 5、正极：电势高的电极。 6、负极：电势低的电极。 7、原电池：将化学能转变为电能的装置，池内发生0的自发反应，运行时两电极间产生的电势差形成了对外做功（输出电能）的本领。又称之为伽伐尼电池。< >8、电解池：将电能转化为化学能的装置，池内发生0的非自发反应，运行时电池消耗从外界输入的电能。当通过电极的电流为零，电池达到电化学平衡时，原电池与电解池也就没有区别。 9、可逆电池：满足热力学可逆条件的电池，其两端的电势差为该可逆电池的电动势。形象地说，电动势是促使电荷流动的势头。可逆电池须满足以下三个条件： （1）电极和电池反应本身须可逆，这样在电池充电时，可使放电反应的物质得到复原。 （2）在充或放电过程中，通过电极的电流须无限小，此时电极反应在接近电化学平衡的状态下进行，电池能作最大的非体积功。这样在电池充电时，可使原放电时的能量得到复原。 （3）电池工作时，无其他不可逆过程（如扩散）存在。 10、可逆电极：可逆电池要求其各个相界面上发生的变化都是可逆的，亦即电极/溶液界面上的电极反应同样须是可逆的，此即可逆电极。 11、标准电池：作为电动势测定时校验之用，它具有稳定的电动势，且其温度系数很小。韦斯顿发明的镉汞电池
电池电动势的测定及其应用实验报告
电池电动势的测定及其应用实验报告
电池电动势的测定及其应用 、实验目的: 1?了解对消法测定电池电动势的原理; 2 ?掌握电动势测定难溶物溶度积(K sp )的方法; 3 ?掌握常用参比电极银一氯化银电极的制备方法。 实验原理: 电池由两个半电池组成(半电池包括一个电极和相应的电解质溶液)，当电池放电时，进行氧化反应的是负极，进行还原反应的是正极＜电池的电动势就 是通过电池的电流趋近于零时两极之间的电位差。它可表示成： 式中E、E分别表示正、负电极的电位。当温度、压力恒定时，电池的电动势E (或电极电位E、E )的大小取决于电极的性质和溶液中有关离子的活度。电极电位与有关离子活度之间的关系可以由 Nernst方程表示： RT E E ——ln a B B (16-1) zF B 式中：z为电池反应的转移电子数，B为参加电极反应的物质 B的化学计 量数，产物B为正，反应物B为负。 本实验涉及的两个电池为： (1)(—)Ag(s),AgCI(s) | KCl (0.0200 mol L-1) || AgN0 3(0.0100 molL?-1) I Ag (s) (+) (2) (一) Hg (l)，Hg2Cl2 (s)| KCl (饱和)|| AgNO3 (0.0100 mol L-1) I Ag (s) (+) 在上述电池中用到的三个电极是： 2Hg(l) 2Cl (a Cl ) (16-3)
(1) 银电极： 电极反应: Ag (0.01mol L 1) e Ag (16-2) RT E Ag /Ag E Ag /Ag 卩ln a Ag 其中： E Ag /Ag 0.7991 0.00097(t 25) V 式中：t为摄氏温度(下同)， (2) 甘汞电极: 电极反应：HgCl2(s) 2e
压电作动器
对压电作动器用于振动噪声控制的原理和控制方法进行分析讨论，并举例说明。原理：压电材料是种具有力一电耦合性质的智能材料，能靠材料的正、逆压电效应实现能量转换。压电材料的正压电效应是指，当对压电材料施加力使之产生变形时，它会产生电荷；压电材料的逆压电效应是指，当给压电材料施加电场时，材料会产生应变。压电材料的这种特性使得它能很好地同时承担起感应器和作动器的功能。 压电主动控制的基本原理是以压电材料作为受控结构的传感器和作动器，由传感器感受因振动产生的结构应变，将其转变为响应的电信号，并通过一定控制规律产生控制信号，经放大后施加于作动器，由作动器将电能转换为机械能，从而实现智能结构的振动控制。 控制方法： 控制方法即设计控制律所采用的控制理论及控制器分析和综合方法, 是振动主动控制的核心环节, 其最终任务是在满足各种实际约束的条件下, 使结构目标位置的振动水平达到最小。 （1）特征结构配置法。特征结构包括特征值和特征向量, 闭环系统的特征值决定了系统的动态特性, 特征向量则影响着扰动输入对结构的激励能力以 及结构上目标点或目标区域的响应水平。通过同时配置系统的特征值和特征向量,可以增加结构阻尼,在一定范围内改变结构频率以避开扰动的主 频段, 以及改善系统性能, 并降低控制能量消耗。该方法可采用状态反馈或直接输出反馈, 首先将控制目标直接或间接地以理想的特征结构来表 征, 构造适当的优化问题来求解最优反馈矩阵,控制器设计就体现在优化 目标函数的构造方法上。 （2）线性二次最优控制。它以控制输入和性能输出的加权二次型为优化指标, 兼顾了控制能量和控制性能, 理论形式简单, 物理意义清晰, 可以比较 容易地求得解析形式的控制律, 因此在振动控制中被广泛应用。王宗利等提出了一种状态相关方法, 针对模态坐标下的方程, 在控制过程中每隔 一定时间根据各模态的响应动态调整优化指标中状态加权矩阵, 并在线 重新求解反馈矩阵, 以加强对主要模态的控制能力。 （3）独立模态空间控制是用于结构振动控制的一种有效策略, 它利用了结构动力学方程可以模态解祸的特性, 在模态坐标下将高维的动力学方程分 解为一系列并联的二阶系统, 选择其中的少数主要模态称为受控模态分 别控制, 大大降低了控制器分析设计的难度和工作量。Mirovitch采用先 由离散传感器输出插值得到结构的连续振型再由模态正交性计算模态位 移或速度的方法。 （4）其他方法，如自适应控制、神经网络控制、模糊控制、滑模控制等等, 以及两种或几种方法复合派生的一些方法。 参考文献：[1] 邢峰，张让辉，王敦富，支晓华，压电智能结构振动控制技术的研究与展望，机械管理开发，2011（3） [2] 王锋，压电结构建模、优化与振动控制，国防科学技术大学博士论文，2006
原电池电动势的测定实验报告
实验九 原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1．测定Cu -Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电势。 2．学会几种电极的制备和处理方法。 3．掌握SDC -Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 电池由正、负两极组成。电池在放电过程中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池内部还可以发生其它反应，电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系： G nFE ?=- （9-1） 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量；n 为电极反应中得失电子的数目；F 为法拉第常数（其数值为965001C mol -?）；E 为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E 后，进而又可求出其它热力学函数。但必须注意，测定电池电动势时，首先要求电池反应本身是可逆的，可逆电池应满足如下条件： (1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆； (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界； (3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。
在进行电池电动势测量时，为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位计测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池的电动势。由（9-1）式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为： 4142()()()()Zn s ZnSO m CuSO m Cu s |||| 符号“｜”代表固相（Zn 或Cu ）和液相（4ZnSO 或4CuSO ）两相界面；“‖”代表连通两个液相的“盐桥”；1m 和2m 分别为4ZnSO 和4CuSO 的质量摩尔浓度。 当电池放电时， 负极起氧化反应： { }22()()2Zn Zn s Zn a e ++-+? 正极起还原反应： 22()2()Cu Cu a e Cu s ++-+? 电池总反应为： 2222()()()()Cu Zn Zn s Cu a Zn a Cu s ++++++? 电池反应的吉布斯自由能变化值为： 22ln Cu Zn Zn Cu a a G G RT a a ++?=?- （9-2） 上述式中G ?为标准态时自由能的变化值；a 为物质的活度，纯固体物质的活度等于1，即1Cu Zn a a ==。而在标态时，221Cu Zn a a ++==，则有： G G nFE ?=?=- （9-3） 式中E 为电池的标准电动势。由（9-1）至（9-1）式可得： 22ln Zn Cu a RT E E nF a + + =- （9-4） 对于任一电池，其电动势等于两个电极电势之差值，其计算式为： E ??+-=- （9-5） 对铜-锌电池而言 22,1 ln 2Cu Cu Cu RT F a ??+ + += - （9-6）
功率电传作动系统的发展趋势
______________________________________________________________________________________ https://www.wendangku.net/doc/1e10752239.html,
功率电传作动系统的发展趋势 1
王 占 林，裘 丽 华, 李军
北京航空航天大学自动化学院，100083
E-mail:zhanlin.w@https://www.wendangku.net/doc/1e10752239.html,
摘要： 机载作动系统正在向功率电传(Power-By-Wire)方向发展， 功率电传作动系统的采用将取消 飞机上既有电源又有液压源双个二次能源的结构，对机载的体系结构将有重大改变；指出功率电 传作动系统的优点，关键技术，对发展多电飞机与全电飞机的意义；介绍了功率电传作动系统的 各种方案，比较了他们的优缺点，指出电机-泵-阀复合协调控制是理想方案。 关键词：功率电传作动系统；电动静液作动器；机电作动器；复合作动器
Actuation Systems Used For Power-by-wire
Zhanlin Wang, Lihua Qiu，Jun Li
Automatic Control Faculty.University of Aeronautics &Astronautics,Beijing.Post：100083
Abstract: Airborne actuator is developing towards power by wire (PBW). Adopting PBW actuator, the double second source structure of electrical power source and hydraulic power source will be canceled on aircrafts; it will greatly change the airborne system structure. In this paper, the virtues, key technologies and the significance to develop Multi-Electric Aircraft for PBW actuator are given. The various schemes of PBW actuator are presented; their merits and demerits are compared. The conclusion is that the compound coordination control of electromotor-pump-valve with computer is an ideal scheme. Key words power-by-wire Acuation system； Electro-Hydrostatic Actuator； Electro-Mechanical Actuator； compound Actuator
1. 引 言 传统机载液压作动系统由飞机集中液压能源提供功率，飞机全身布满液压管路。目前 机载作动系统正在向功率电传(Power-By-Wire)方向发展，也即由导线传递功率，这意味着可以取消 中央集中式液压源，将给飞机机载设备的体系结构带来重大变化。事实上，随着电机技术、材料科学、 控制科学和精密制造等学科的发展， 在不久的将来， 电力作动系统 （Electrically Powered Actuation System）或称功率电传系统有可能取代现在的传统液压作动系统。
2.
机载作动系统发展趋势
现代飞机上机载作动系统，几乎完全采用液压作为动力，并由飞控系统计算机进行综合控制，以
操纵飞机升降舵、方向舵、襟副翼和平尾等控制舵面，实现飞行姿态和轨迹的控制。 传统的液压作动系统，由于采用集中能源，飞机全身布满液压管路除效率低、重量大、战斗生存率低 外尚有： 1） 机载液压作动系统本身的重量比明显偏大，在电传操纵飞控系统中占 60%；
1
本课题得到博士点科研基金资助(20020006006)。 1
电动势的测定及应用
宁波工程学院 物理化学实验报告 专业班级化工112 姓名姚志杰序号 11402010235 同组姓名田飞成金鹏指导老师付志强姚利辉 实验日期 2013、5、20 实验名称实验六电动势的测定及其应用 一、实验目的 1．通过实验加深对可逆电池、可逆电极、盐桥等概念的理解； 2．掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法； 3．通过电池Ag|AgNO 3(b 1 )‖KCl（b 2 ）|Ag-AgCl|Ag的电动势求AgCl的容积 度K sp 。 4．了解标准电池的使用和不同盐桥的使用条件。 二、实验原理 1、可逆电池的电动势：E=φ +-φ - 2、对消法测定原电池电动势原理： 在待测电阻上并联一个大小相等，方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。 3、电极： （1）标准氢电极：电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准电极作为标准（标准氢电极是氢气压力为101325Pa，溶液中α（H+）为1，其电极的电极电势规定为零）。将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电动势。 （2）参比电极：由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极与标准氢电极比较而得的电极电势已精确测出。 E 甘汞 =0.2415-0.00076（t/℃-25） 4、电池：
电池（1）：（-）Hg（s）|Hg 2Cl 2 (s)|KCl(饱和）‖AgNO 3 (c)|Ag(s)(+) 电池（2）：(-)Hg(s)|Hg 2Cl 2 (s)|KCl(饱和）‖KCl(c)|AgCl(s),Ag(s)(+) 三、实验仪器、试剂 仪器：EM-3C数字式电子电位差计；检流计；标准电池；银电极一支； 银-氯化银电极一支；饱和甘汞电极一支；50mL烧杯若干个；导线、滤纸若干。 试剂：0.01,0.03,0.05,0.07,0.09（mol·dm-3）KCl溶液； 0.01,0.03,0.05,0.07,0.09（mol·dm-3）AgNO 3 溶液；饱和KCl溶液。 四、实验步骤 1、打开EM-3C数字式电子电位差计总电源预热15分钟。 2、读室温，利用韦斯顿标准电池电动势温度校正公式，计算标准电池在室温时的电动势Es。 Es=1.01845－4.05×10-5 (T/K－293.15)9.5×10-7(T/K－293.15)2 3、将电位差计面板右侧的拨位开关拨到“外标”位置，调节左侧拨位开关至标准电池的实际Es值。用导线把标准电极正负极和电位差计面板右侧的“外标”测量孔的正负极相连接。按一下校准按钮，观察右边平衡指示LED显示值是否为零，为零时校准完毕。 4、测量待测电池（1）的电动势： 取1个干燥、洁净的50ml烧杯，倒入约25ml 0.01mol*dm-3AgNO3溶液，将银电极用细砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗干净并擦干后插入该AgNO3溶液中；另取饱和甘汞电极1支并将其插入装有饱和KCl溶液的容器内；将KNO3盐桥的两个支脚插入上述两个容器中；如此构成了电池（1）。 将电位差计面板右侧的拨位开关拨到“外标”位置。用导线把待测电池的甘汞电极和电位差计面板右侧的“测量”测量孔的负极相连接；银电极和正极相连接。在测量前粗略估计一下所测电池的电动势的数值，将左侧拨位开关调节至粗估值附近。然后将拨位开关拨到“测量”位置，再仔细调节左侧旋钮，观察右边平衡指示LED显示值，当平衡指示值在正负20以内时，测量完毕，记下测量数据。将拨位开关拨回“外标”位置。 重复前面实验步骤，依次测量0.03，0.05，0.07，0.09（mol*dm-3）AgNO3溶液至全部待测溶液测量完毕。 5、测量待测电池（2）的电动势 取1个干燥、洁净的50ml烧杯，倒入约25ml 0.01mol.dm-3KCl溶液，将银—氯化银电极从避光容器中取出，用蒸馏水淋洗并用滤纸轻轻吸干，插入该KCl
电动势的测定
大学化学基础实验II实验报告 课程名称：有机化学实验 实验名称：电动势的测定 姓名:张玉 学号：1108110191 专业：化学工程与工艺 班级：化工113 实验日期：5/16
电动势的测定 实验目的 1．掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作 2．定下列三个电池的电动势： （1）测 Hg(l),HgCl2(s)|KCl饱和)||AgNo3(0.1mol.l-1)|Ag(s); （2）Hg(l),HgCl2(s)|KCl(饱和)||H＋(0.1mol.l-1)HAC- 0.1mol.l-1NaAC),Q.H2Q|Pt; （3）Hg(l),HgCl2(s)|ＫCl(饱和)||H＋(酒石酸-酒石酸钠溶液)， Q.H2Q|Pt 3．了解电动势法测定溶液pH值的原理，并计算HAC-NaAC 缓冲溶液的pH值。
实验原理 波根多夫对消法侧电动势的基本原理： 测量电动势只能在无电流通过电池的情况下进行，因此需要用对消法（补偿法）来测定电动势。对消法测定电动势就是在所研究的电池的外电路上加一个方向的电压。当两者相等时，电路的电流为零（通过检流计指示）。对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其 简单原理如图所示： A C A C E E X S 12= 电极电势的测定原理： 原电池是化学能转变为电能的装置，在电池放电反应中，正极（右边） 起还原反应，负极起氧化反应。电池的电动势等于组成的电池的两个电极电位的差值。即： E=+?—-?=右?—左?
氧化还原αα??θ ln ZF RT - =-+ 氧化 还原αα??θ ln _ZF RT -=- R=8.314J ?11--?K mol F=96500C α为参与电极反应的物质的活度。纯固体物质的活度为1。 ◆ 实验仪器和试剂 EM-3D 型数字式电子电位差计、232型甘汞电极1支、216型银电极1支、100型铂电极1支、50ml 烧杯4个、U 型管1支、电炉1个；饱和氯化钾溶液、0.1mol/L 硝酸银溶液、0.2mol/L 醋酸溶液、0.2mol/L 醋酸钠溶液、0.2mol/L 酒石酸溶液、0.2mol/L 酒石酸钠溶液、醌氢醌（AR ）、硝酸钾（AR ）、琼脂（AR ）、蒸馏水。 ◆ 实验步骤 1、 读取室温并记录。 2、 分别按各物质的摩尔质量及浓度要求配置饱和氯化钠溶液、 0.01mol/L 硝酸银溶液、0.2mol/L 醋酸溶液、0.2mol/L 醋酸钠溶液、0.2mol/L 酒石酸溶液、0.2mol/L 酒石酸钠溶液。 3、 称取琼脂1.5g 、硝酸钾20g 、蒸馏水50g ,隔水加热至样 品熔化，将溶液灌入U 型管中，冷却后即为饱和硝酸钾盐桥。
电静液作动器多目标优化设计
26液％与气（2018年第5期 d o i:10.11832/j.issn.1000-4858.2018. 05.005 电静液作动器多目标优化设计 于波，吴帅，尚耀星，焦宗夏 (北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191) 摘要：电静液作动器（EHA)设计需要考虑质量、刚度、效率等指标的综合最优，而且这些目标之间通 常相互矛盾，是一个多目标优化设计难题。提出一种针对EHA的多目标优化设计方法，给出了 EHA质量、 刚度、效率的评价模型，通过多目标粒子群优化算法对连杆长度、舵面初始角度、泵的排量等关键设计变量进 行智能优化，获得帕累托优化设计集合，并进一步采用层次分析法对帕累托集合中的方案进行综合决策，按 照给定的多目标间的权重，实现了方案的排序和EAH的优化设计。 关键词：电静液作动器；多目标优化；粒子群算法;层次分析法 中图分类号:TH137;V227 文献标志码：B文章编号=1000-4858(2018)05-0026-06 The Study of Multi-objective Optimization Design of EH A YUBo,WU Shuai，SHANGYao-xing，JIAO Zong-xia (School of Automation Science and Electrical Engineering，Beihang University，Beijing 100191) Abstract:The design of Electro-hydrostatic actuator(EHA)should consider serval objectives，such as w stiffness and efficiency，synchronously.Furthermore，these objectives are usually conflict to each-other.Therefore， it is a multi-objectives optimization problem.In this paper，a multi-objectives design method for EHAis p The evaluation model of weight，stiffness and efficiency is derivated in the first.T which includes level length，level angle and pump displacement are optimized by multi-objective particle sw arm op- tim ization(MOPSO)metliod.The results of MOPSO is a set of solutions which called the Pareto front.At last，the analytic hierarchy process is applied to find the best soliution in the Pareto front a Key words：electro-iiydrostatic actuator，multi-objective optimization，particle swarm optimization，analytic hierar- chy process 引言 功率电传作动器通过电缆传递功率到作动器，具 有更好的维护性，能够减轻作动系统的质量，是飞行器 作动系统的重要发展方向[1]。目前两种热点研究的 功率电传作动器中，电静液作动器（Electro-hydrostatic Actuator，EHA)由于易于通过旁通实现故障安全的优 点，在飞行器作动系统中逐步开始得到应用[2]，由于 EHA的设计方法还不够成熟，因此研究EHA参数的 优化具有非常大的意义[3]。 EHA的优化设计需要同时考虑多个性能指标，例 如EHA的质量、能效和刚度。这些目标和设计参数之 间有着复杂的非线性关系，而且多个目标之间互相矛 盾，所以EHA的优化是一个多目标优化问题[4]。需要要考虑如何对各种目标进行折衷，使系统的多个性能 标。 常用的多目标优化问题的方法是把关心的多个目 标通过加权系数换为单目标问题，但权系数的选取通 常主观性较强，无法很好的均衡各个目标之间的比重 针对这种问题，有效的解决方式是多目标优化算法，通 过智能算法搜索出多目标的帕累托前沿，例如模拟退 收稿日期:2018-4-01 基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）（2014CB 046405) 作者简介:于波（1988—），女，吉林蚊河人，博士，主要从事大 型客机作动系统设计研究工作。