精密隔振平台振动的模糊控制

采用混合隔振技术建立了以空气弹簧作为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件的精密隔振平台隔振系统，并采用模糊控制理论设计其主动控制器。应用MATLAB软件进行了仿真分析以验证系统的振动控制效果。仿真分析结果表明，该振动控制系统在较宽的频率范围内具有良好的减振效果，该系统可应用于超精密测量．制造设备的隔振领域。     

微制造隔振平台振动的模糊广义预测控制

采用主动隔振与被动隔振相结合的技术,建立以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器为主动隔振元件的微制造平台6自由度隔振系统及其结构模型。提出一种改进的自适应广义预测控制算法,并与模糊控制结合起来,应用于微制造平台的振动控制中,实现广义预测控制与模糊控制的优势互补。计算机仿真与试验结果表明,所设计的微制造平台模糊广义预测控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力和时域性能,可在非常宽的频率范围内将由干扰所引起的微制造平台的振动在被动隔振的基础上减少80%左右,效果显著。     

精密隔振平台振动的LQG控制

建立了以空气弹簧作为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件的精密隔振平台隔振系统，应用LOG控制算法设计其主动控制器。采用MATLAB软件进行了仿真分析以验证系统的振动控制效果。仿真结果表明所设计的振动主动控制系统可在非常宽的频率范围对基础干扰和由仪器设备产生的直接干扰所引起的精密隔振平台振动进行有效的控制。     

精密隔振平台微振动的H∞控制

设计了一个精密隔振平台6自由度微振动控制系统.该系统以4个空气弹簧作为被动隔振元件,8个超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件.4个垂直方向致动器与空气弹簧平行安装,以充分发挥超磁致伸缩致动器的性能.采用H∞控制算法来设计振动主动控制系统.应用Matlab软件进行了仿真分析以验证系统的振动控制效果.仿真结果表明所设计的振动主动控制系统能在较宽的频率范围对地基干扰具有很好的控制效果.     

微制造平台微振动的H2/H∞混合控制

基于啄木鸟头部生物构造及其仿生隔振机理 ,采用混合隔振技术建立了微制造平台隔振系统。该系统以空气弹簧和橡胶层作为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件。针对 H2 最优控制和 H∞ 鲁棒控制的优缺点 ,主动控制器采用H2 / H∞ 混合控制进行设计 ,并通过 L MI凸优化方法求解 H2 / H∞ 混合控制器。仿真结果表明所设计的 H2 / H∞ 混合控制器具有良好的鲁棒稳定性和时域性能 ,可在非常宽的频率范围对基础干扰和由微制造设备产生的直接干扰所引起的微制造平台振动进行有效的控制 ,其振动控制效果明显优于 H∞ 控制     

微制造平台隔振系统仿生设计

在分析啄木鸟头部独特生物构造及其隔振机理的基础上，运用仿生学原理，采用主动隔振与被动隔振相结合的技术，建立了以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器为主动隔振元件的微制造平台六自由度仿生隔振系统及其结构模型。实验结果表明，该隔振系统具有很好的隔振效果。     

双层精密隔振平台的最优控制研究

将主动隔振技术应用到双层精密隔振系统中,设计双层主动隔振系统,建立其动力学方程和状态方程。根据精密制造和精密仪器的隔振需求,提出控制目标,建立系统的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)最优控制模型,利用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,在不同激励下研究主被动系统隔振对象的加速度响应大小。仿真结果表明:双层主动隔振系统的隔振效果远远优于被动隔振系统。     

微振动主动隔振系统的研究综述

为降低外界微米至纳米范围微振动干扰对精密装置的影响,并提高精密装置的运行精度,研制了微振动隔振平台,并将振动主动控制技术应用于隔振系统中。在明确了微振动定义的基础上,阐述了精密仪器所允许的振源速度标准;基于隔振理论,总结了单自由度和多自由度微振动隔振系统的结构特点;在此基础上,对主动隔振系统中的驱动器进行了总结;考虑到系统的动力学和驱动特性,对结构和驱动器的建模方法进行了论述;基于隔振率、隔振稳定性等指标,对反馈、前馈、复合和新型振动主动控制方法进行了评价;通过对传感驱动一体化、振动能量回收、智能控制技术的分析,预测了微振动主动隔振系统的未来发展趋势。研究成果表明:相比于被动隔振,主动隔振技术具有灵活、高效等优点,基于智能材料(如压电、磁致伸缩)的新型微振动隔振系统得到了广泛的应用,相应的迟滞建模和补偿控制成为了该领域的研究热点。     

环境激励下设备平台微振动混合控制的研究

通过对隔振平台隔振特点的研究,采用主动隔振与被动隔振相结合的混合隔振技术,建立以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩作动器为主动隔振元件的混合隔振系统;针对所设计的隔振平台系统在SIMULINK环境中进行PID控制仿真,并以被动隔振系统为比较对象,考察主动控制效果,并分析比较了考虑与不考虑厂房结构耦合时的控制效果;建立厂房及隔振平台系统的试验模型,进行结构模型试验。根据结构模型试验理论,设计并制作一个三层厂房及双层隔振平台模型,利用PID控制算法,测试系统的隔振效果,并将试验结果和理论分析、仿真结果进行对比分析。     

超精密隔振平台主动振动控制系统设计

建立了超精密隔振平台的结构及动力学模型，设计了一种新型的双向电磁作动器，并采用PID控制算法建立了主动振动控制系统模型，经Matlab软件仿真分析表明，该系统具有良好的隔振效果。     

仪用空气弹簧隔振台固有频率的研究

超精密测量对环境振动要求非常严格,其仪器设备中多安装隔振装置。针对课题组圆度仪中使用的仪用小型空气弹簧隔振台,采用理论方法研究其固有频率。首先简化隔振台振动模型,根据该隔振台中约束式膜式空气弹簧的特定结构及相关理论,建立单个空气弹簧数学计算模型,获得单个空气弹簧刚度特性与其垂向变形量x的关系式,最终求得隔振系统的固有频率;同时利用压电式加速度传感器设计振动测试试验,对采集到的加速度信号进行预处理、积分运算、频谱分析,获得该系统的固有频率,两者对比,误差不超过10%,达到预期研究目标。为理论上研究该隔振平台的隔振性能及其耦合振动情况提供理论基础,也对其他类似结构的空气弹簧刚度特性的计算有一定参考意义。     

超精密装置二维F-PID振动控制系统设计

在模拟啄木鸟头部独特生物构造和隔振机理的基础上，采用主动隔振和被动隔振相结合的技术建立了超精密装置隔振系统结构及动力学模型。结合超精密装置隔振系统的结构特点和性能要求，提出了带有两个修正因子的闭环二维F—PID主动控制系统，即根据输入位移和速度的信号偏差大小分别采用不同的修正因子，并采用Matlab软件进行了仿真分析。仿真分析结果表明，该振动控制系统在0—100Hz频率范围内具有良好的减振效果，可用于超精密测量、制造设备的隔振。     

基于气动肌肉并联隔振系统的主动控制研究

为了解决仪器仪表等高精密设备的防微振和抗冲击问题,基于气动肌肉搭建了隔振实验系统,对其主被动控制进行研究。建立了隔振系统的动力学模型,在此基础之上分别采用被动和PID控制算法进行了实验。通过对比试验结果表明该隔振系统在宽频段内有较好的隔振效果,在低频段内效果尤为显著,该研究为气动肌肉在隔振系统中的进一步控制奠定了基础。     

一种新型3自由度大行程微定位平台设计与分析

为解决微定位平台大行程与高精度之间的矛盾,提出一种新型的3自由度柔性并联机构。该机构三条支链采用特殊方式与动平台相连,使整体机构结构紧凑且具有良好的力学传递性能。同时,机构采用行程大,分辨率高,便于控制的电磁驱动器作为驱动部件,保证机构在不需要引入放大机构的前提下便可获得较大的行程和较高的分辨率。使用大行程柔性铰链代替普通的球铰,降低了加工制造难度和机构刚度模型的求解难度。采用螺旋理论分析了3-P(4S)并联机构末端运动特征,结合单元刚度矩阵法和矩阵位移法推导了3-P(4S)柔性并联机构的静刚度模型,并采用ANSYS进行了分析验证。     

一种离散型制造企业的车间管理系统设计方法

离散型小微制造企业在排产过程中信息化基础不够,工艺数据、计划呈报等仍通过纸质单据或excel记录反馈,排产随意性强,处理问题被动。文中针对这些管理痛点,提出了面向离散型小微制造企业的车间管理系统设计方法。利用ETL数据调度工具及调度模块实现多源数据采集和数据贯穿,结合关系型数据建模方法建立订单模型、工艺模型、班组模型和排产模型,最终构建一个能自动分解订单、穿透多系统、实现企业排程与推演的车间管理系统。该系统可有效提升小微制造企业的排程效率和管理效能,并降低成本。     

凸轮轴数控磨削云平台的研究与设计

针对整合磨削加工领域资源的问题,借鉴云计算与云制造的思想,提出并开发了整合与利用磨削软硬两大类资源的磨削云平台。提出了磨削云平台体系架构,设计了其软件结构,研究了其关键技术。利用人工智能技术,设计了磨削云平台应用需求模型及其工作流程与关键算法。开发了SaaS服务系统、PaaS服务系统、IaaS-to-PaaS分布式异构数据库同步复制系统、IaaS服务系统、用户注册登录管理系统5个软件子系统所组成的磨削云平台,使得企业在资源利用上更为优化便捷。将该磨削云平台应用于实际生产,有效提高了生产加工效率,降低了生产成本。     

微装配正交精确对准系统的设计

针对平板类零件微装配系统设计过程中面临的问题,提出采用正交光学对准机构来实现用人机协同的微装配系统对微小型平板类结构件的高精度装配,并分析计算高精度对准机构模块产生的误差.建立了基于显微机器视觉及正交光学对准的微装配系统平台,用本文提出的方法进行了微装配实验,结果显示本装配系统在装配的一致性与装配效率方面有较大的改善与提高.提出的光学对准方法可有效地用于平板结构的硅微MEMS器件和非硅MEMS器件等集成的复杂微小型异构机电系统的装配,设计的平台具有很好的开放性和可移植性.棱镜正交对准机构产生0.001°的角度误差时,对准理论偏差小于0.98 μm,实际实验中微装配平台系统装配精度小于5μm,满足平板类微小型结构件装配一般精度需求.     

微线段齿廓齿轮的弯曲强度分析

介绍了微线段齿轮的形成原理,建立了微线段齿轮有限元计算的力学模型,论证了计算中的奇点问题,并提出相应的解决方案,用正交试验法设计了一组算例并用有限元法进行计算,从而说明微线段齿轮的弯曲强度确实要优于渐开线齿轮。