基于瞳面干涉的自参考干涉仪的研制

为了用更简单的光学器件使对准标记产生的衍射光实现重叠干涉,同时能够降低对准系统的加工和装调难度,设计了基于瞳面干涉的自参考干涉仪系统。首先,对当前光刻机所使用的对准技术展开研究,以光栅衍射原理和偏振光学为理论基础,提出了用Koster棱镜作为合光器件的自参考干涉仪,最后使用线阵CCD收集信号并将数据用计算机做后续的位置信息处理。由于自参考干涉仪测量系统是以光栅的栅距作为测量基准,而不是使用激光波长,故测量系统受环境因素造成的测量误差影响较小。实验结果表明:系统分辨率为0.2 nm,使得该系统可以达到纳米级分辨率。证明了所设计的干涉仪可用于目前前道光刻机的对准系统,实现纳米级精度的对准测量,从而使光刻设备的套刻精度满足最新工艺节点的要求。     

面齿轮单面啮合测量仪的研制EI北大核心CSCD

采用齿轮单面啮合测量原理,研制出面齿轮传动误差测量仪。仪器采用立卧相结合的结构,主要由基座、精密密珠轴系、光栅测量系统、测控单元构成,解决了正交及偏置齿轮副的装夹、定位及调整问题;采用时钟脉冲细分计数方法采集传动误差数据,提高了测量精度;开发了面齿轮传动误差测控软件,实现了齿轮副传动误差及面齿轮切向综合偏差、齿距偏差、偏心等测量,并具有齿轮误差分析功能,能满足5级精度的面齿轮质量检测要求。     

捷联惯导系统极区水下动基座对准EI北大核心CSCD

惯性导航系统正常工作前需进行初始对准,极区和水下环境中的动态对准是惯导系统初始对准的难点。通过惯性坐标系下的惯导系统误差模型进行卡尔曼滤波初始对准,避免了对准误差随纬度升高而发散的问题。在水下利用载体坐标系测速设备提供速度参考,为卡尔曼滤波器提供速度误差观测量。在对准过程中,利用航位推算方法对载体位置进行实时更新,进一步提高了对准精度。通过跑车数据及仿真试验对算法进行验证,结果表明,所提算法可以有效实现惯导系统在极区水下环境中的动态初始对准。     

基于自适应检测线的碰撞检测算法EI北大核心CSCD

为有效解决高速运动物体碰撞检测问题,提出一种新的连续碰撞检测算法。在每个仿真时刻,基于运动物体的速度矢量实时构造自适应检测线,并计算检测线与环境物体的碰撞关系,进而获得运动物体与环境的碰撞点。通过构建自适应检测线,确保了碰撞点计算的连续性;通过将"体体"求交问题转化为"线体"求交问题,提高了检测效率。通过实例分析表明,与扫掠体算法比较,检测速度显著提高;与层次包围盒算法比较,检测精度更高。     

300 mm干涉仪参考镜的设计及测试

针对一台有效口径为300 mm的斐索立式移相干涉仪的参考镜,采用有限元方法对其水平状态不同支承方式下的表面变形进行了分析及优化设计,根据设计结果在对镜坯抛光时留出变形余量,并用液面基准法进一步验证了分析结果,其PV的差值为0.008 λ,RMS的差值为0.005 λ。实验结果表明,此干涉仪参考镜支撑结构的设计满足技术要求。     

φ300 mm干涉仪参考镜的设计及测试

针对一台有效口径为300 mm的斐索立式移相干涉仪的参考镜,采用有限元方法对其水平状态不同支承方式下的表面变形进行了分析及优化设计,根据设计结果在对镜坯抛光时留出变形余量,并用液面基准法进一步验证了分析结果,其PV的差值为0.008 λ,RMS的差值为0.005 λ.实验结果表明,此干涉仪参考镜支撑结构的设计满足技术要求.     

基于激光干涉仪的数控机床位置精度检测方法

为保证数控机床的高精度,需要对机床的位置精度进行检测和补偿。主要介绍如何利用激光干涉仪检测数控机床的位置精度,并提出机床位置精度检测过程中需注意的问题及解决方法。     

因素驱动的制造系统动态预测维修策略EI北大核心CSCD

针对传统制造系统维修策略研究中未全面考虑动态环境事件影响制造系统性能状态退化的问题,提出一类因素驱动的制造系统动态预测维修策略及优化方法。构建了服役阶段制造任务动态环境事件的加工过程、人员、环境等方面的外在因素与制造系统性能状态退化之间的映射模型。引入复杂系统脆性理论与状态空间分析法,描述了动态外在因素综合作用下制造系统性能状态的退化轨迹以及预测方法。采用瞬时合格产品生产率作为制造系统性能状态退化的特征参数,并以服役阶段效益产出最大为目标,制定了制造系统的动态预测维修策略及其寻优流程。以国内某制造企业的一套制造系统为例,通过对比分析证明了所提方法的可行性与有效性。     

基于激光干涉仪的数控车床精度补偿方法

数控机床的精度是机床的一项重要指标。使用激光干涉仪对大连机床CKA6150进行Z轴的定位和重复定位,设计了线性精度检测与误差补偿方法。误差补偿前后的检测数据进行了详细的分析对比,使数控车床Z轴精度大大提高,达到机床出厂值的标准。     

互联网+下的云健康监护系统设计EI北大核心CSCD

为提高家庭健康监护系统的网络交互性,利用嵌入式技术和云计算技术设计出一种适合于家庭使用的易携带的健康监护系统。系统的智能家庭健康终端搭载STM32F407ZGT6微控制器,并使用STemWin界面采集用户的多种生理数据,通过WiFi或者4G网络将用户的生理数据上传至云服务器。借助于云服务器强大的数据分析、处理和存储能力,实现了多生理参数的远程监护功能,用户可利用手机等移动终端实时查看监护结果。测试结果表明,该系统操作简单,可实现多生理参数的连续监测,有助于疾病的检测及预防。     

基于NGA优化SVM的滚动轴承故障诊断EI北大核心CSCD

支持向量机(SVM)的分类性能受样本的特征以及SVM本身参数的选择影响较大。针对这种情况,基于Shannon能量熵、SVM和小生境遗传算法(NGA),提出了一种基于NGA优化SVM的滚动轴承故障诊断方法。该方法采用容错性强的Shannon能量熵作为特征参数,对信号进行EMD分解提取出前3个IMF分量作为特征信号,分别计算其Shannon能量熵作为特征向量得到样本集,作为多类别SVM的输入。在用样本训练SVM时,构造一种新的核函数,并采用NGA对SVM的核函数参数进行全局优化,使SVM获得最佳的分类性能,提高其分类识别的正确率。最后采用凯斯西储大学的滚动轴承故障样本进行了分类识别,并与其他几种方法进行了对比,结果表明该方法具有更好的可靠性和分类准确率。     

基于EMD的动态脉搏数据处理研究EI北大核心CSCD

脉搏的动态监测数据中掺杂严重的运动伪迹噪声和高斯噪声,经传统的滤波算法滤波后,其特征无法准确辨识,严重影响临床诊断。为突出脉搏主波、重搏前波、重搏波的形态特征,将EMD分解算法应用到动态脉搏数据处理中,通过分析各IMF分量中蕴含的波形信息,运用多尺度滤波和累计能量贡献率滤波方法,解决动态脉搏信号的中断、漂移、噪声处理问题。该算法具有易于移植到嵌入式平台、运算速度快、占用内存少的特点。仿真结果表明该方法能有效地滤除动态脉搏波中的干扰和噪声,突出脉搏形态特征。     

参考轨迹自校正的广义预测算法

为解决广义预测控制的跟踪速度较慢问题,提出了一种广义预测控制参考轨迹自校正策略。首先采用一种假定参考轨迹,然后根据仿真分析和数学推理,推出自校正的参考轨迹广义预测算法,最后通过MATLAB仿真比较两种算法的跟踪速度。结果表明,该算法不仅能够使系统响应沿着事先规划好的期望轨迹前进,并在指定时刻到达设定值。     

基于可靠性的机电设备维修计划优化EI北大核心CSCD

为了便于在设备维修管理过程中进行多种维修策略的选择,综合优化修复性维修、预防性维修和替换三种维修策略,分析这三种策略对设备可靠性的影响效果,使用离散变量构建维修计划模型。模型需根据设备可靠性选择维修策略,以最小化维修成本,包括单次修复性维修成本、预防性维修成本、替换成本以及因预防性维修所产生的机会损失;设计和声搜索算法求解模型,对可行解生成过程和替换算子进行改进以保证解的多样性。通过算例验证了算法的有效性,并分别对维修间隔期、故障水平进行了敏感性分析以辅助决策。     

基于激光干涉仪的数控机床几何误差检测与辨识

数控机床误差补偿技术通过设计和制造途径消除或减少数控机床可能的误差源,是提高数控机床加工精度的有效途径。其内容包括误差检测、误差建模和误差补偿。数控机床误差补偿效果好坏在很大程度上取决于误差综合数学模型建立的准确性。而误差元素模型是误差综合数学模型的基础。所以,误差补偿的首要任务是对数控机床误差元素进行准确检测。文中介绍了利用激光干涉仪检测和辨识数控机床几何误差的方法,建立了基于激光干涉仪的数控机床几何误差元素模型。     

惯性参考单元中音圈电机的多电平驱动器设计北大核心CSCD

针对惯性参考单元(IRU)中电流控制面临的大电流、高精度、易集成等问题,设计了一种基于混合级联多电平拓扑结构的驱动器。该驱动器以GaN半桥功率级LMG5200组成的电平调整单元和光伏继电器PVG612组成的H桥逆变单元为核心搭建,通过LCCR滤波电路改善输出性能,利用变增益电流采样电路提升电流采样精度,并基于Simulink搭建了电流环PI控制器,通过PWM实现了驱动器的输出电流控制。实验结果表明,驱动器多电平输出正常,输出非线性度为0.3%,输出电流分辨率可以达到0.1 mA,输出电流纹波在±2 mA以内,阶跃响应上升时间为1 ms,满足IRU系统的驱动需求。     

阀门流量特性综合测试系统的研制北大核心CSCD

针对目前国内现有阀门流量测试装置测试范围小、功能单一、精度不高、自动化水平低,不能很好满足阀门技术高速发展需求的问题,研制了阀门流量特性综合测试系统,并对循环水源、动力系统、稳压装置、测试管路、流量校验系统、数据采集系统、自动控制系统等测试系统组成部件设计进行了详细介绍,该测试系统具有阀门的流量系数、流阻系数、固有流量特性、流量的校验以及阀门微小流量测试等综合检测功能。经应用表明,该系统测试能力大、测试精度高、自动化程度高,流量误差小于实际流量的±2%,压差误差小于实际压差的±2%。因此,该测试系统可满足目前阀门技术大型化、高参数、微小流量调节等测试技术的需要。     

基于语音心理声学分析的驾驶疲劳检测EI北大核心CSCD

针对现有方法在分析角度和特征参数上的局限性,提出一种基于语音心理声学分析的驾驶疲劳检测方法。首先,借助心理声学感知掩蔽处理步骤,将语音中的疲劳高敏感性频率成分突显出来,并给予其更多的Bark域临界频带描述,以获得更为细致的疲劳信息表达;其次,提取多种心理声学感知特征来量化描述语音中的疲劳异常音,并针对语音波形不同步而导致的特征提取误差问题,给出了语音帧的快速对准方案;最后,将语音样本与多个参考样本对比分析所得的感知特征向量,来分别搭建多个特征层模糊支持向量机（FSVM）分类器,并通过动态贝叶斯网络（DBN）的决策层融合判决,实现更为准确、鲁棒的驾驶疲劳检测。实验结果表明,该方法的查准率、查全率和平均正确率（为92.4%）均优于现有方法,尤其对重度疲劳的检测效果较佳（正确率达96.1%）。     

基于自动化三维超声冠状面图像的腹壁手术切口检测算法EI北大核心CSCD

切口疝是发生于原手术切口区域的腹壁缺损,手术切口的准确定位对于切口疝的诊断具有重要临床意义。本文提出一种基于腹壁三维超声冠状面图像的手术切口检测算法,可辅助医生快速定位切口疝病灶区域。算法首先采用斑点降噪各向异性扩散算法对冠状面超声图像进行滤波处理;然后再进行图像预处理操作以减少算法运算量,提高算法执行效率;最后通过边缘检测、最大距离筛选和线性拟合操作获得原手术切口的直线方程。结果表明:算法拟合的手术切口直线与实际手术切口位置非常接近,拟合效果好,精确度高。     

基于帕金森定律的关键链缓冲设置方法EI北大核心CSCD

为合理确定关键链项目管理中的缓冲时间,考虑帕金森定律对人心理行为的影响,建立了一种新的活动完成时间分布假设,并基于该假设提出了考虑平均时间偏差的项目缓冲设置方法和考虑并行关系的接驳缓冲设置方法。运用新方法所确定的项目缓冲值大于传统的根方差法所确定的缓冲值,而接驳缓冲值则小于根方差法所确定的缓冲值。仿真实验结果表明,考虑平均时间偏差的项目缓冲值能够为项目提供更真实可靠的安全工期保障;同时,采用较小的接驳缓冲值不会对项目最终计划工期造成显著影响。