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1.
This paper establishes and investigates an enhanced adaptive motion tracking control methodology for piezo-actuated flexure-based four-bar micro/nano manipulation mechanisms. This control methodology is proposed for tracking desired motion trajectories in the presence of unknown or uncertain system parameters, non-linearities including the hysteresis effect, and external disturbances in the motion systems. In this paper, the equations for the modelling of a flexure-hinged four-bar micro/nano mechanism are established. These include the angular stiffness, ‘static’ linear stiffness, equation of motion, and lowest structural resonance of the mechanism. In addition, a lumped parameter dynamic model that combines the piezoelectric actuator and the micro/nano mechanism is established for the formulation of the proposed control methodology. The stability of the control approach is analysed, and the convergence of the position and velocity tracking errors to zero is proven theoretically. A precise tracking performance in following a desired motion trajectory is also demonstrated in the experimental study. An important advantage of this control methodology is that the approach requires only a knowledge of the estimated lumped system parameters in the physical realisation. This proposed motion tracking control methodology is very attractive for the implementation of high performance flexure-based micro/nano manipulation control applications.  相似文献
2.
An optimization procedure based on flexural lamination parameters is used to integrate unstiffened composite panel design and wing structural design. The lamination parameters are constrained to a hexagonal domain when the amounts of 0°, ±45°, and 90° plies are given. The single-level optimization based on continuous flexural lamination parameters for the minimization of wing weight is compared with a two-level optimization using response surfaces of maximal buckling load for a simple wing box design example. Reasonable agreement between the two procedures indicates that the two-level approach leads to near-optimal designs.  相似文献
3.
Micro-scaled parts with dimension below 1 mm need to be manipulated with high precision and consistency in order to guarantee successful microassembly process. Often these requirements are difficult to be achieved particularly due to the problems associated with the structural integrity of the grasping mechanism which will affect the accuracy of the manipulation. Furthermore, the object's texture and fragility imply that small perturbation by the grasping mechanism can result in substantial damage to the object and leads to the degradation of its geometry, shape, and quality. This paper focuses on the unification of two designing approaches to develop a compliant-based microgripper for performing high precision manipulation of micro-objects. A combination of Pseudo Rigid Body Model (PRBM) and Finite Element Analysis (FEA) technique has proven to improve the design efficiency by providing the essential guideline to expedite the prototyping procedure which effectively reduces the cost and modeling time. An Electro Discharge Machining (EDM) technique was utilized for the fabrication of the device. Series of experimental studies were conducted for performance verification and the results are compared with the computational analysis results. A high displacement amplification and maximum stroke of 100 μm can be achieved.  相似文献
4.
空间主反射镜轻量化及柔性支撑设计与分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
由于空间主反射镜的质量直接影响到发射成本,所以对其进行轻量化显得尤为重要.采用将理论与有限元计算软件相结合的方式对一主反射镜进行了轻量化,并讨论了主反射镜的支撑方式、支撑半径大小及支撑数目.在空间工作环境下,主反射镜由于受到温变及微重力的影响会发生镜面变形,影响成像质量.为了改善成像质量,进一步探讨了柔性支撑的设计应用及其对主反射镜镜面变形的影响.并通过在仿真环境中对刚性支撑和柔性支撑下主反射镜的镜面变形进行了计算和对比,验证了柔性支撑的使用在改善空间成像系统成像质量上的重要作用.  相似文献
5.
基于BP神经网络的U型电热微致动器仿真分析   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
以BP神经网络、随机有限元法为基础,对u型电热微致动器进行了仿真分析.首先利用有限元分析软件ANSYS对u型电热微致动器进行有限元分析得到具体结构尺寸对微致动器最大位移的影响,然后通过建立的BP神经网络来拟合响应与输入之间的关系,根据蒙特卡罗模拟原理获得足够多的样本值对训练后的网络进行误差分析,结果证明本文提出的分析方法是可行有效的.  相似文献
6.
基于柔性铰链的热驱动微夹钳的实验和仿真分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
微执行器在整个微机电系统中直接面对其应用对象,需要满足定位精度高,稳定性好,响应速度快,控制方便的要求.柔性铰链以其特殊的性能广泛应用于操作执行器的设计应用中.以一种基于柔性铰链的电热驱动微夹钳为研究对象,通过实验和ANSYS有限元仿真分析对微夹钳的机械性能进行了分析,发现微夹钳端部的输出位移与输入电压基本呈线形关系.通过仿真分析探讨了柔性铰链结构尺寸变化对微夹钳性能的的影响.  相似文献
7.
基于压电陶瓷驱动的腹腔手术微型机器人   总被引:1,自引:0,他引:1  
马记  吴月华  许旻  杜华生  杨杰 《机器人》2003,25(4):335-338
本文简要介绍了一个基于压电陶瓷驱动的腹腔手术用微型机器人系统,重点叙述了 微型机器人关节驱动部件的结构设计方案及其实现,对所设计的柔性铰链进行了定量力学分 析,并通过实验证明采用柔性铰链来实现驱动位移的放大是确实可行的.  相似文献
8.
压电驱动微型振动平台的仿真分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对航天领域一些微型零件的测试要求,设计了一种以压电元件为驱动源,结合柔性铰链机构的微型振动平台,建立了微型振动平台的有限元模型,模拟几种常见的控制波形,对平台在多点激励下的动态特性进行了仿真分析。结果表明,可以通过计算机设计复杂控制波形,使平台变换姿态或按一定规律振动。该文的仿真分析为平台的进一步研制提供了重要的参考依据。  相似文献
9.
压电圆盘弯曲式矢量水听器的设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
介绍一种采用三迭圆片作为敏感元件的矢量水听器——压电圆盘弯曲式矢量水听器的设计方法 ,并给出根据此方法设计制作的压电圆盘弯曲式矢量水听器的性能指标——自由场开路电压灵敏度和指向性图的实验测试结果 :自由场电压灵敏度为 - 2 14.5dB(0dB =1V/μPa ,测试频率 10 0 0Hz) ;指向性图的分辨力kd >2 0dB。  相似文献
10.
温度自补偿型光纤Bragg光栅土压力传感器设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对传统土压力传感器长期稳定性差、抗电磁干扰能力不强以及组网难度大等问题,根据传感器与土介质的匹配原则,设计了一种光纤Bragg光栅(FBG)温度自补偿土压力传感器,可实现温度和土压力2个参量的同时测量.对传感器灵敏度系数、匹配性等参数进行了理论分析计算.根据分析结果,加工封装传感器并对其进行了压力校准和温度自补偿性能实验.实验表明:传感器的输出波长分别与温度和土压力均呈线性关系,压力灵敏度系数为272.19 pm/MPa,输出分辨率为0.36%,线性相关度为99.989%;温度灵敏度系数为21.16 pm/℃,线性相关度99.998%,在0~40℃范围内具有良好的温度自补偿能力,其性能参数符合工程应用要求.  相似文献
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