压电陶瓷精密控制系统的自适应模糊控制器研究

针对压电陶瓷等非线性系统,建立压电陶瓷微精密位移系统模型,并将模糊控制器替换传统的比例、积分和微分(PID)控制器,实现对PID参数的在线自整定。对模糊控制器的控制变量及论域等级等进行了研究及制定,并对其进行MATLAB仿真。实验结果表明,模糊逻辑控制器比传统PID控制器的响应速度快,超调量小,且控制策略简单易行。     

RGB色彩模型在气动微混合芯片中的应用

研究提出一种基于气动薄膜的微混合器及基于数字图像的混合效率量化分析方法。给出了利用RGB(Red,Green,Blue)色彩模型、灰度转换模型和方差数学模型对微混合腔内不同试剂的混合程度量化分析方法,并利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料和软刻蚀方法对微混合芯片进行封装。采用实验研究方式使微混合腔内两种不同颜色试剂充分混合,利用混合程度量化分析方法对微混合腔内混合效率进行量化分析,并与自然对流混合效率进行对比。与传统计算混合效率的方法相比,基于RGB色彩模型的混合效率量化方法更简单、直观、有效和方便。     

低维纳米材料的力学性能测试技术研究进展

低维纳米材料作为纳机电系统(NEMS)中重要的结构层材料,其力学性能与变形失效机理的研究直接影响NEMS的功能实现、可靠性分析与寿命预测。首先,介绍了现有低维纳米材料力学性能测试技术,如纳米压痕法、基于原子力显微镜(AFM)的纳米力学测试法、基于电子显微镜(EM)的原位纳米力学测试法与基于微机电系统(MEMS)技术的片上纳米力学测试法,并讨论了各种测试方法的优缺点与存在的挑战性。然后,详细介绍了低维纳米材料力学测试,特别是片上纳米力学测试中的关键技术,如低维微纳米试样的拾取、操纵与固定技术、片上微驱动技术、片上微位移与微力检测技术。最后,得出基于MEMS技术的片上力学测试方法有望成为低维纳米材料力学测试的发展方向,并指出此方法中存在的问题。     

基于感应耦合等离子刻蚀技术的三维微拉伸梁制作工艺

根据感应耦合等离子(Inductively coupled plasma,ICP)刻蚀的机理,针对热氧化硅薄膜微拉伸梁的结构特点,研究ICP刻蚀制作3D微拉伸梁结构的工艺并解决其中的难点问题。介绍ICP刻蚀工艺参数对刻蚀质量的影响,包括存在的微负载效应和深宽比效应。详细介绍热氧化硅薄膜微拉伸梁的制作,其关键步骤是双掩膜两次ICP刻蚀形成阶梯状窗口结构,并在硅衬底表面形成释放了的热氧化硅薄膜梁。利用ICP刻蚀对单晶硅的高选择性,此制作工艺适用于各种薄膜的微拉伸梁制作。     

微构件力学性能片外拉伸测试装置

微构件材料力学性能测试中,拉伸测试主要解决材料弹性模量、泊松比、屈服强度和断裂强度的测量问题。介绍了一种片外拉伸测试试验装置的设计过程及工作原理,试样放在动/静载物台上,压电陶瓷制动器驱动动载物台,从而拉动试样,直到试样被拉断。施加在试样上的力和试样被拉伸后的伸长量分别由微力检测传感器和位移检测传感器测出。分别介绍了每个部件的功能,给出了误差分析。结果表明:此装置设计合理,达到预期目标。     

面向“卓越计划”的“控制工程基础”教学改革探索

随着智能化、信息化、数字化技术的迅速发展,"控制工程基础"作为众多工科院系的专业基础课,其在工程技术领域中的重要性日益明显。面向"卓越工程师教育培养计划",培养具有工程实践能力与创新能力的高质量工程技术人才成为本课程重要的一项教学目标。分析了本课程教学中存在的若干问题,提出理论教学中的"5化"措施,培养学生对本课程的感性认识与理性认识;通过多样化的实验教学培养学生综合应用专业理论知识与工程实践能力,探索为我国现代制造业发展培养机械类卓越工程师的途径。     

压电驱动器的率相关迟滞特性建模与测试

该文提出了一种与速率相关的 Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型来表征压电驱动器的速率相关迟滞非线性。 该模型基于双边 Play算子的经典 P-I模型,引入多项式修正其中心对称性。在此基础上将驱动电压升降速率引入模型参数中,用以描述其率相关性。测试压电驱动器的率相关迟滞特性,采用最小二乘算法对模型参数进行辨识。 结果表明,在速率为0．12~6V/ms内最大误差为0．076~0．190μm,均方根误差为0．044~0．077μm,相对误差为 1．2%~3．2%,验证了所建模型的准确性。     

基于ActiveX控件的图象采集系统

传统的采集卡在LabVIEW中使用一般是通过调用动态链接库的方法实现数据和图像的采集.但一些现成的动态函数库由于接口参数类型与LabVIEW不同而不能使用,而采用ActiveX控件方法,则没有上述问题.本文以图像采集卡为例,在LabVIEW中采用了调用ActiveX控件的方法,方便快捷地实现了对图像的同步采集.