求解静电驱动微梁变形的数值与解析方法

给出了一种静电力作用下微悬臂梁控制方程的数值求解方法,提出了求解该模型的近似解析式和修正解析式,并采用模态叠加法计算微梁的动响应。结果表明,修正解析式、数值算法和动响应方法计算的微梁变形结果是一致的。同时也揭示了微梁振动响应周期与驱动电压成正比、动态临界电压低于静态临界电压等相关特性。     

直圆椭圆复合型柔性铰链研究

提出一种新型的单轴柔性铰链结构型式——直圆椭圆复合柔性铰链,它由半个直圆柔性铰链和半个椭圆柔性铰链构成。给出了直圆椭圆复合柔性铰链的柔度设计计算公式,并通过有限元方法验证了此公式的正确性。分析计算了一组不同椭圆短半轴的复合铰链实例,结果表明直圆椭圆复合柔性铰链的性能高于直圆柔性铰链。设计的直圆椭圆复合柔性铰链非常适合于需要大位移、高精度传动的应用场合。     

扫描探针针尖与试样间静电力的解析方法

针对主体为圆锥、尖端为球冠的扫描探针物理模型,基于针尖与导体平面间电场分布假设,提出计算扫描探针针尖与导体平面间的静电力解析模型。该模型模拟计算结果与采用等效电荷方法数值计算结果相一致。     

基于自适应遗传算法的三轴光电跟踪策略

三轴光电跟踪系统由于存在一个冗余横倾轴,可以解决传统两轴光电跟踪系统存在的空间跟踪盲区,全方位跟踪空间目标。在详细分析三轴光电跟踪系统运动学特性的前提下,运用四元数方法建立了存在一个冗余自由度的运动学模型,并设计出一种新的基于自适应遗传算法的三轴跟踪策略。仿真及实验结果表明,基于自适应遗传算法的三轴跟踪策略不需要进行轴系间的运动切换即可避免跟踪盲区,真正实现了系统的三轴联动全方位连续跟踪运动;而且与现有两轴跟踪策略和三轴切换跟踪策略相比,各轴所需的转动角度减小了30%以上,因而提升了系统的跟踪性能,其跟踪快速性提高了30%以上。     

基于自适应差分进化算法的三轴光电跟踪策略

为解决传统两轴光电跟踪系统的跟踪盲区问题,实现空间目标的全方位跟踪,提出一种存在冗余自由度的三轴光电跟踪系统。在详细分析三轴光电跟踪系统运动学特性的基础上,运用四元数方法建立三轴光电跟踪系统运动学模型,并提出一种基于自适应差分进化算法的三轴全方位光电跟踪策略。通过对系统运动学模型进行分析,得到三轴转动角度之间的关系,从而将求取三轴转角增量组合的三变量优化问题简化为单变量优化问题,并将自适应差分进化算法应用于求取三轴角增量的最优组合当中。仿真和试验结果证明,此三轴光电跟踪策略避免以往三轴跟踪系统在跟踪过程中进行两轴切换的不连续性,可以真正实现系统的三轴联动全方位连续跟踪运动;同时,与现有的其他跟踪策略相比较,该三轴跟踪策略能够以更小的三轴转动角度实现目标的跟踪定位;因而提高了系统的快速性和跟踪性能,具有良好的工程应用价值。     

某型号天线座壳体强度刚度有限元分析

根据该型号雷达天线座图纸，进行了适当的简化，建立了天线座的有限元模型。同时，运用ANSYS分析软件，按工作状态和保全状态两种受力状态进行了强度与刚度校核，不仅从理论上验证了天线座换材料后在任何一种状态下都是满足设计条件的，而且为今后的天线座设计工作提供了有指导意义的依据。     

干摩擦力影响下振动主动控制系统模型的修正

在利用电磁作动器对微型盘进行振动主动控制的试验中，发现电磁执行装置中的干摩擦力对控制效果有相当大的影响，为此分析了干摩擦力对隔振系统的影响，得出了基于干摩擦力影响下的振动主动控制系统模型，并结合算例分别对考虑干摩擦影响和不考虑干摩擦影响的情况进行了仿真。仿真结果证实；干摩擦力对振动主动控制的效果有着重要不良影响，如果不能正确考虑其在控制系统模型中的作用，将会导致一些错误的发生，乃至控制系统失控。     

资源分配系统禁止状态的避免研究

基于对有界、被P不变式覆盖且P不变式被初始标记的Petri网的结构分析，提出一种避免资源分配系统禁止状态的方法．该方法首先离线计算出资源分配系统Petri网模型中的死标识、坏标识和危险标识等特殊标识，进而在线保证系统不到达死标识和坏标识对应的禁止状态．该方法与其他方法相比，它使系统的许可行为最大化且无需计算网系统的整个可达图，更适合比较庞大的资源分配系统。     

微机械弹性纳米接触问题的建模与计算

针对Bradley方程和刚性纳米接触模型在处理微机械纳米接触问题中的不足,基于Lennard-Jones势能定律将组成两接触球体的原子之间的粘着力等效为两球体表面所受的分布作用力,并根据经典弹性理论建立了一种新型的两球体弹性纳米接触模型.该模型可以同时得到两球面轮廓随间距的变形过程及两球体间的粘着力和表面变形量随间距的变化规律,并且与现有的由原子力显微镜扫描实验所得到的结论相一致.     

原子力显微镜针尖同接触面的纳米压痕粘着力

建立了原子力显微镜(AFM)针尖同接触面的纳米压痕物理模型；根据Hamaker三个假设和Lennard-Jones势理论，利用连续方法推导出针尖同接触面的纳米压痕粘着力表达式，针对Hamaker常数实验值受环境影响较大，给Hamaker常数的具体应用产生困难的问题，从Lifshitz理论，得出Hamaker常数的近似表达式，并计算了Au、Cu、Al、Ag、Hg的Hamaker常数，计算结果同有关献的实验结果符合，从而为微机械中广泛存在的纳米接触、“微碰”现象研究提供理论基础。