微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制

为了将微隧穿式陀螺仪(MTG)的隧尖与检测电极之间的隧道间隙及其变动量分别维持在1nm和0.1nm并降低系统噪声和扩大带宽,本文为其检测模态设计了线性二次高斯(LQG)闭环反馈系统。在利用微小量法对呈指数规律的隧道效应进行线性化的基础上,建立了MTG检测模态的线性化模型,并将哥氏加速度和电子隧道1/f噪声分别当作主要的过程噪声和输出噪声,设计了由最优状态估计器和线性二次(LQ)状态调节器组成的LQG控制器。搭建了仿真系统和实际的LQG控制电路并进行动态测试。仿真结果显示,LQG控制在将系统的信噪比提高24dB的同时,能够将两个隧道电极之间的间隙的变动量控制在10-4 nm。实验曲线表明,隧道电流噪声的峰峰值为0.4nA,LQG反馈控制系统在动态加速度信号的激励下可维持恒定隧道间隙为1nm。     

微隧道式加速度计的最优控制

为了扩大隧道式加速度计(MTA)的动态测量范围并通过降低系统中的主要噪声来提高器件的性能,本文为隧道式加速度计(MTA)设计了线性二次高斯(LQG)控制器.推导了微隧道式加速度计的线性化状态-空间方程;依据分离定理,设计了卡尔曼滤波器和最优状态反馈控制器;最后,在Matlab/Simulink中构建了由卡尔曼滤波器和最优状态控制器串联的LQG仿真系统并进行了动态和静态测试.仿真结果表明,LQG最优控制系统能够将微隧道式加速度计的带宽从2×103 rad/s扩大到3×106 rad/s.通过LQG最优控制,静态测试结果显示其静态隧道电流的波动从1 nA～2.95 nA降到0.73 nA～l.14 nA;动态实验数据表明其在方波加速度信号的作用下能够将隧道间隙维持在1 nm.     

扇形梳齿驱动式体硅微机械 隧道陀螺仪的设计与制备

介绍了一种利用隧道效应所具有的高位移敏感特性来获得较高灵敏度的微机械隧道振动陀螺仪的设计和工艺制备,该陀螺仪分别采用扇形梳齿驱动和面外振动悬臂梁的方式实现质量块的振动和恒隧道电流的检测。介绍了扇形梳齿驱动的工作原理和隧道陀螺仪的设计。由于采用了硅玻键合和深反应离子蚀刻(DRIE)的DDSOG体硅制备工艺,因而可获得较大的敏感质量块,从而使陀螺仪具有较高的灵敏度和较大的动态响应范围。根据检测模态和驱动模态匹配的原则,利用有限元模型对隧道陀螺仪的结构尺寸进行了优化,仿真结果表明,该陀螺仪在常压下的灵敏度为0.007 nm(°)/s。     

车辆主动悬架自适应LQG控制策略研究

针对车辆主动悬架的结构原理,建立了其动力学模型。在分析车辆主动悬架状态方程具有时变性的基础上,提出了自适应LQG主动悬架控制策略,通过自适应控制模型能够实现对车辆悬架时变参数和扰动输入参数的辨识。结合LQG控制性能指标函数,在确立簧载质量垂直加速度、悬架动行程和轮胎动行程的加权系数后,通过采用扩展自回归滑动平均模型进行悬架时变参数辨识,实现了主动悬架的自适应LQG控制。仿真结果表明自适应LQG控制策略优于LQG控制,较好地改善了车辆的平顺性。     

汽车电动助力转向系统的自适应LQG控制

在对汽车电动助力转向系统(EPS)结构形式和性能进行分析的基础上,建立起3自由度的汽车动力学模型。 为克服实际EPS系统中存在的动态行为不确定性,采用自适应LQG控制策略。通过对模型参数的在线辩识,实现 系统的自适应LQG控制。在多种汽车行驶工况下,进行自适应LQG控制和LQG控制的仿真计算。仿真结果表明, 应用自适应LQG控制比LQG控制的EPS有更好的鲁棒性,且能有效改善EPS的助力特性及汽车的转向特性。为 验证仿真结果,还进行装有EPS系统的实车试验。试验结果充分证明了所提方法是正确和有效的,EPS系统可很 好改善汽车操纵性能。     

主动悬架座椅系统的控制及仿真分析

通过讨论LQG控制的原理与方法,针对LQG控制过程中权系数因子的不同选择,分析其对座椅加速度的影响。在Simulink环境下建立悬架仿真模型,对其影响仿真曲线进行分析,评价LQG控制在车辆主动悬架系统上的可行性以及权系数的选取对主动悬架座椅系统的影响。     

珠海板樟山隧道自动控制系统

板樟山隧道位于珠海市区内,全长1210米。配有先进的自动控制设备进行运行管理,是一条现代化的城市公路隧道。已于1990年11月28日在庆祝珠海特区建立十周年之际正式通车。本文侧重地介绍板樟山隧道自动控制系统的构成、工作原理、功能及应用,以及计算机控制技术在这一领域中的新进展。一、隧道自动控制系统概况隧道自动控制系统由以下子系统组成:车辆探测系统、闭路电视监视系统、计算机中央监控系统(包括通风控制、照明控制及电力、火警监视)、调度电话系统、通告显示系统、火灾报警系统、交通信号系统、模     

柔性冗余度机器人随机动态响应主动控制研究

研究了柔性冗余度机器人随机振动主动控制问题。设计了具有压电作动器与应变传感器的机敏连杆，建立了该离散时变动态系统的状态空间表达式。根据最优控制理论，设计了基于Kalman滤波估计的LQG状态反馈控制器。以平面3R柔性冗余度机器人为例进行了计算机仿真，其结果证明了这种主动控制方法的有效性。     

PLC在隧道自动化中的应用

本文介绍 PLC在隧道自动化中的应用 ,采用现场总线 PLC 中央控制计算机的集成方案 ,对隧道机电设备进行分散控制和集中管理 ,同时对洞内环境和机电设备进行监测 ,既满足高速公路隧道对洞内照明和通风的控制要求 ,又达到整个系统的协调和节能目的。     

PhoenixContact整体解决方案在鹤大高速隧道机电监控系统中的应用

中国的高速公路建设越来越多的涉及到隧道．而大多数高速公路隧道都需要机电监控系统来监视和控制隧道内的各种外场设备,故隧道机电监控系统的安全、稳定运行对于确保交通的平滑、安全,减少事故起着极其重要的作用。本文通过对PhoenixContact整体解决方案在鹤大高速隧道机电监控系统中的应用分析,着重探讨了基于Profinet工业实时以太网的隧道机电监控系统的解决应用方案,最后对隧道监控系统未来的发展提出了自己的观点和建议。     

A new method of scanning tunneling spectroscopy for study of the energy structure of semiconductors and free electron gas in metals

In this study, anew method for the scanning tunneling spectroscopy (STS) of direct and indirect gap semiconductors and free electron gas in metals is proposed. Band structures of Si, porous Si, and Ge were studied. The tunneling current-voltage characteristics of Si and porous Si surfaces were measured over different voltage intervals from tens of mV to 20 V under incident light from an Xe lamp and those of a Ge surface in the dark. The correlation between the shapes of the I-V curves and band structure of the materials was calculated. It was found that the curves are linear if measured in the voltage range V₀ E_g/(2e) and nonlinear when V₀ α E_g/(2e) (in the measurements the applied voltage was changed from -V₀ to V₀). The method was used for the observation of a new effect of tunneling of free electron gas having thermal energies from a metal tip to a band gap state of the semiconductor. The energy spectrum of free electron gas was measured.     

盾构隧道掘进信息化管理系统设计与开发

介绍了盾构隧道掘进信息化管理系统的功能特点.对后台数据库(paradox)的设计,数据加载方式做了详细的说明.利用可视化手段对盾构掘进姿态、掘进参数、管片姿态等大量盾构隧道施工信息进行综合分析管理,并介绍盾构纠偏和管片拼装智能化预测方法及实现算法,为施工现场管理提供指导.     

掘进机械发展现状及应对措施探讨

掘进机械对于我国的矿类产业有着非常重要的作用。资源的开采却由于地理环境以及多种因素受到了极大的制约,并且地下资源的开采环境随着开采也会产生不同的变化,导致地下的土层松软等问题的出现,增大了开采难度。所以相关部门以及施工企业需要深入分析掘进机械以及掘进技术的发展现状,积极寻找相应的应对措施,促进掘进机械与技术的不断发展。     

盾构施工中地质情况超前预报的雷达探测研究

首次尝试将探地雷达方法应用到盾构前方地质情况的超前探测,并进行了模拟试验.通过分析试验结果,对探地雷达方法应用于探测盾构前方的地质状况的可行性进行探讨,也为进一步盾构施工的自动化、信息化提供一定依据.     

掘进带式输送机自移机尾关键技术研究

文中介绍掘进带式输送机自移机尾的概念、功能及技术发展现状。重点讨论掘进带式输送机自移机尾关键技术,包括:自移机构、调平机构、调偏机构、液压系统等,为掘进带式输送机自移机尾的研究提供参考资料。     

Computer-aided design helps design what may be world's smallest scanning tunneling microscope

Computer-aided design (CAD) played a crucial role in designing what is believed to be the world's smallest scanning tunneling microscope. Conventional scanning tunneling microscopes (STMs) are 2) to 6) in diameter. NEC researchers needed an STM only 1) in diameter to study objects in a high magnetic field at very low temperature within a tank of liquid helium. NEC engineers built the microscope in-house and at a local machine shop using a combination of commercial components and others that they built themselves. Computer-aided design was crucial in the fitting of all the required components within the very tight envelope requirement. An inexpensive Macintosh and PC-based CAD program, Vellumfrom Ashlar, Inc., San Jose, California, was used to evaluate a wide range of possible configurations in minimal time.     

盾构模拟试验台液压监控系统的实现

介绍盾构模拟试验台中盾构机的结构及组成。利用基于CC-Link现场总线的PIE控制实现了盾构液压系统的控制功能，同时对盾构液压系统PIE控制策略进行了分析。采用组态王软件对盾构液压监控系统进行了组态开发，详细介绍了人机界面的开发以及监控系统的数据存储与显示。     

A low-temperature scanning tunneling microscopy investigation of single electron effects

The design and the performance of a low-temperature scanning tunneling microscope (STM) operating in ultrahigh vacuum (UHV) is described. The sample and the STM are cooled by means of a helium bath cryostate. The STM consists of a “beetle”-type microscope, which is mounted on a spring suspension stage that can be operated between room temperature and 30 K. We present the results of tunneling spectroscopy on ligand-stabilized Au₅₅-clusters on a thiol-covered gold substrate. I(V)-curves taken at 100 K clearly show coulomb staircase structures, which agree well with theoretical predictions for these structures.