闭环控制的6自由度微动工作台的设计

重点探讨了弹性板簧导轨在微动工作中的应用.其目的是获的结构简单、运动精度高的多自由度微动台.微动台的基体是各部分相互间均以两组板簧导轨联接而成的整体式结构,微动台在X、Y、Z方向的线位移和绕X、Y、Z轴的角位移是由相应的微位移器产生等值同向或等值反向的推力来实现的,而位移量的大小可通过位移传感器测得,并可进行闭环反馈控制以确保相应微位移器产生等值位移.弹性板簧结构简单,无原理误差,且导轨的几何参数误差为系统误差,可以修正补偿,从设计原理上可保证微动台在各个方向的运动独立,避免相互的耦合.     

高速精密定位平台的偏摆误差实时补偿

针对二维直线运动平台末端出现偏摆误差、降低平台直线运动精度的现象,研制了一种新型的基于偏摆误差实时补偿的高速精密定位平台.基于电容式微位移传感检测技术,建立了新型精密定位平台的偏摆误差检测模型.采用赫兹接触理论,建立了滚珠导轨副的刚度模型,进而建立了基于滚珠丝杠驱动、直线滚珠导轨副支撑的宏动工作台的偏摆振动模型.实验结果验证了宏动工作台偏摆振动模型的有效性;采用微动工作台进行宏动工作台直线运动偏摆误差的实时补偿,新型精密定位平台的性能得到较大改善.     

超精密车床伺服机构的微动特性的研究

实验证实,由滚珠丝秆和气浮导轨构成的超精密车床伺服乾给在极小的输入力矩作用下所产生的微量位移特性呈非线性和迟滞。本文就这一微动特性进行了频域分析,并建立了描述这一微动特性的数学模型。通过辨识确定了系统参数,仿真和实验结果对比验证了模型的正确性,进而利用微动特性对精密定位进行了实验研究,结果表明,微动特性可以用来实现纳米级的宾位且有较好的重要复性精度。     

基于ANSYS有限元的微动疲劳接触特征分析

接触压力是影响构件微动疲劳寿命的关键因素之一.微动疲劳实验中,桥式微动装置可以合理控制接触压力,以便分析接触压力对构件疲劳寿命的影响规律.基于数值分析法,建立桥式微动装置的有限元模型来研究接触特征;考虑微动桥自身弯曲的影响,分析了接触副上节点的应力应变分布规律,提出了特征接触区域的判断方法.     

空间锥体目标微动特性分析与识别方法

空间锥体目标在大气层外飞行过程中存在不同的微动,目标的微动为进动,诱饵的微动为摆动或自旋.根据目标与诱饵的微动差异,提出了应用特征谱作为识别特征的分类方法.基于多散射中心信号模型,分析了进动、摆动以及自旋调制信号的微多普勒特性.分析结果表明,进动、摆动与自旋目标的微多普勒谱虽然均可以近似为线谱,但是存在明显差异.应用谐波和的形式描述回波信号,并采用特征值分解提取特征谱作为识别特征.仿真结果表明,该方法能够有效地识别目标与诱饵.     

梳理机用齿条微动磨损与微动疲劳分析（上）

从微动学的基本观点出发,对梳理机用齿条工作过程中可能产生的微动磨损和微动疲劳的机理及影响因素进行了较深入的分析,指出：在微动条件下发生在齿条和滚筒接触界面和亚表层的微动磨损和微动疲劳裂纹可能严重损害齿条的工作性能,降低包卷齿条的可靠性寿命;对齿条在梳理过程中的应力状态的进行了分析,给出了接触表面层和亚表面层作用的主应力、剪切应力、法向应力的数学模型。     

基于开口工艺要求的多臂机机构参数分析

为了探寻多臂机机构参数与开口工艺要求的关系,采用基本原理分析、机构运动学分析等方法,对法国Staubli公司的2658型多臂机的提综机构进行分析。研究结果表明:偏心盘控制单元应设计成无急回特性的曲柄摇杆机构,相邻综框对应的曲柄相位差应为180°,确保了综平位置和综平时刻的一致性,且综平时刻偏心方向与提综臂方向平行,但是上下开口极限动程无法一致,下开口极限动程大于上开口极限动程;综平时刻,综框调节机构的提综臂圆弧中心应在送杆和大刀片的铰接点;通过合理设计综框机架与大刀片中心的相对位置,可以确保上下开口动程的一致性;共轭凸轮旋转变速机构的引入增加了开口的静止时期,延长了纬纱通过梭口的时间。     

光刻机工件台宏微电机的非线性复合控制

针对光刻机工件台长行程直线电机宏动和平面电机高精密微动的耦合运动特点,提出一种宏动跟踪微动的变增益非线性复合控制方法,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位。宏动长行程直线电机采用零相位跟踪前馈控制和双环控制,实现系统无静差跟踪加速度指令;利用扩张状态观测器观测宏动系统的动态变化,补偿系统中的耦合推力和其他扰动;微动平面电机采用变增益非线性控制,根据系统误差幅值的大小,动态的改变控制器增益,以大增益抑制系统加减速时的低频大幅值误差,以小增益避免系统匀速运动时高频噪声的引入。实现系统稳定时间小于30 ms,跟踪误差小于20 nm的跟踪,实验结果表明:该方法可改善系统的动态性能和抗干扰能力,减小系统稳定时间,提高系统的跟踪精度。     

基于雷达一维距离像序列的微动特征提取

对典型目标的进动和翻滚给出了统一的数学表达式,分析了不同的微动形式对雷达回波调制的散射机理,提出了基于雷达一维距离像的能量起伏特征和径向长度特征的微动识别新方法．使用物理光学和物理绕射理论的高频方法仿真了锥体进动、柱体翻滚和非理想球体翻滚的宽带雷达回波,利用仿真数据,完成了高分辨成像和相关特征提取．研究结果表明,三种不同的微动目标的距离像能量起伏特征和径向长度特征差异明显,可以将两种特征联合使用,用于微动识别．     

投梭机构附加动程研究

本文给出中投梭机构附加动程规律的计算方法,分析附加动程对击梭运动的影响,并就附加动程有关影响因素作了讨论。     

基于模糊控制的作动器设计研究

研究了一种新型的作动器,其特点是激振频率及振幅可在线跟踪调节,控制系统可自动识别相角差及振动幅值并自动进行调节.模糊控制器可显著地减小船舶的振动,作动器与激振器相角差控制方面首次提出了优化模糊控制算法,与传统模糊控制算法比较,模糊控制规则可根据实际测试结果进行确定,然后由程序进行分段线性优化,提高了相位角差调整的精度,理论分析和仿真结果表明,当系统模型参数发生变化时,该作动器具有良好的特性,对于抵消来自振源的振动具有很好的效果.     

FTIR光谱仪双面镜程差扫描方式的研究

本文对现有博里叶交换光谱仪的程差扫描方式做了详尽分析，并在此基础上提出垂直双面镜转动扫描方式，这种扫描方式可使光程差与转角具有良好的线性关系，保持了移动扫描傅里叶变换光谱仪的通量优越性。采用垂直双面镜转动扫描的干涉仪结构简单，调节方便，具有良好的稳定性。     

宽场光学相干层析成像系统的机电控制设计与实现

根据宽场光学相干层析成像系统的基本原理和系统硬件组成,探讨设计了宽场光学相干层析成像系统的机电控制,机电控制主要包括3个部分:宏动台与微动台的机械控制模块、图像采集模块以及宏动台和微动台与CCD相机的联动控制模块,通过精确控制宏动台和微动台的移动实现四步移相时对样品干涉信号的采集。实验测试证明,所设计的宽场OCT系统能够对较透明的样品的表面和次表面的干涉信号进行采集,所采集到的干涉信号经过图像重构基本再现了样品的结构特征。     

对动库调洪若干问题的探讨

本文以大藤峡水库为例,着重分析动库容特性、动库容对调洪影响,并探讨动库调洪的演算方法。文中提出的沿程分段变量流法是一种非定流的近似解法,可用于考虑动库容影响的调洪演算,该法关键在于沿程流量的合理分配,本文对上述问题进行了深入的论证和分析     

一种解决开式液体静压导轨“漂移”问题的装置

总结开式液体静压导轨的优缺点,分析了＂漂移＂问题的产生原因,并给出一种自行研制的能够进一步调节油膜厚度,提高油膜刚度,防止导轨出现＂漂移＂或颠覆现象的新型调节装置.     

基于显微视觉的宏/微双重驱动微动台的自动标定

提出了基于压电技术的微操作系统的自动标定方法,采用混合式步进电机直接驱动的宏动平台,实现系统大行程宏动定位,安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动的微动平台和精密光栅,实现亚微米级的分辨率和定位精度,通过以上两部分实现定位机构的全闭环反馈控制,采用显微视觉反馈获取微动台操作器在图像中的位置信息进行标定。实验结果表明:系统的动态和稳定性能良好,自动标定运算速度快,运行速度达到11 frame/s,实现了对系统的精确标定,标定精度达到0.1μm。     

一种进动锥体目标的EM参数估计方法

为分离进动锥体散射点回波、反演锥体的尺寸和进动角等参数,提出了一种EM算法分离散射点微多普勒并进行微动参数估计的方法.该方法由进动锥体回波的类正弦调频模型,经过时频平面检测后,采用EM算法迭代地估计多分量正弦信号的参数和分离散射点的时频观测值,在此基础上再进行锥底散射点多普勒半周期叠加、估计锥体目标尺寸和微动参数.仿真结果表明,在弱散射点信噪比大于2 dB时,可估计出目标的尺寸和进动角等参数,从而验证了该方法的有效性.     

分程调节在反应釜压力控制系统中的应用

研究了吉林石化公司合成树脂厂SAN装置反应釜压力分程调节的实现过程.介绍了分程调节在TDC-3000系统中的实现方法,并与常规分程调节的实现方法进行了比较.实践证明,利用本方法对反应釜压力进行分程调节,能有效地避免反应釜压力控制中的不利因素,提高装置的自控水平.     

开式液体静压民静态性能与最佳参数

开式液体静压导轨具有运动精度高,磨擦功耗小与导面寿命长的特点。但由于传统节流器性能差,节流参数选择不当,再加上导轨工作面制造精度不高故这种导轨在实际应用中效果不佳。开式液体静压导轨具有两有两大特征,即：导轨间隙上浮不受限制与每个滑囊承受的载荷范围很大,但这两个特征过去常被忽视导致应用效果不够理想,本文介绍这种导轨在采用新型可变节流器与选择最佳节流比或最佳供油压力就能保证在大载荷范围内导轨间隙近于不变,很有实用价值。应用平－圆组合导轨可提高工作面制造精度有助于实现导轨间隙近于不变,故可大大提高运动精度。     

惯性质量对齿轮齿条式作动器阻尼特性的影响

设计了一种基于伺服电机和齿轮齿条结构的作动器,理论分析了作动器输出阻尼力的两个组成部分:机械摩擦阻尼力和惯性力,并给出了各自的计算方法。采用典型的正弦激励,通过与传统减振器被动阻尼的对比,分析了引入惯性质量对作动器阻尼特性的影响,并通过台架试验进行了验证。结果表明:作动器阻尼力的计算方法是合理的,能够较好地拟合作动器阻尼力的实际值;同时,作动器的惯性质量会导致最大阻尼力增大、阻尼非线性特性增强,不利于其主动控制;结构空程间隙导致作动器高频换向时阻尼力波动明显,在作动器的结构设计过程中,应通过优化设计减小其惯性质量和空程。