六维磁悬浮纳米级精密工件台的研究

设计了“H”型六维x-y工件台，利用磁悬浮技术将工件台悬浮在x、y导轨上，消除了导轨的摩擦和磨损；直线电机无接触驱动实现了工件台的粗定位；控制不同磁悬浮电磁铁的电流大小，可以实现工件台的微定位以及逐场调平调焦。计算了工件台由于重力弯曲、热膨胀等原因引起结构变形而带来的精度误差，理论上分析证明工件台在x、y方向能满足0.02μm的定位精度要求以及达到0．1μm调焦精度和3．0μrad调平精度的要求。将应用于特征尺寸0．18μm线宽激光光刻机上。     

基于数字零中频纳米位移遥测技术研究

针对航空航天领域对超静平台纳米量级位移遥测的需求,研制了一套体积小、质量轻、便携式的激光多普勒纳米位移遥测系统;系统在电学部分采用基于数字零中频的解调方案,模拟器件的减少有助于提高系统的探测准确度和精度;理论分析了基于数字零中频的纳米位移振动解调算法,并进行了算法实现和试验验证,研究结果表明,该算法最小探测相位达到1,对应振动位移2.15 nm。在此基础上,利用PI-E501标准振动源,在作用距离为10 m处,对研制的激光多普勒纳米位移遥测系统进行了性能测试,实现了振动频率10 Hz和1 000 Hz下和幅度1 000、200、10 nm的遥测,测试结果表明:该遥测系统满足工作频段在几十到几百赫兹,振动位移为微米甚至更低的航空航天领域对超静平台测量的要求。     

超精密位移台计量特性的差动式平面镜干涉溯源分析

超精密纳米位移台常用于扫描探针显微镜、光学显微镜等高精度分析仪器中,其纳米机械性能的精密计量和校准对显微测量系统的性能起着关键作用.基于一种双通道结构差动式平面镜干涉测量与校准方法(英国国家物理实验室),文中对一种超精密位移台的关键计量特性进行了定量研究.构建了基于现场可编程门阵列(FPGA)和LabView的高精度稳频激光干涉数据采集和数据解码系统,使其可溯源超精密纳米位移台的准静态校准计量特性.进一步地,利用该干涉测量系统对超精密位移台的计量特性进行了校准和分析.测试结果显示,该激光干涉校准系统在准开放环境中的背景噪声低于10 pm/√Hz;该超精密位移台具有优良的纳米机械性能,其线性度低于1.2×10-4,分辨率达40 pm,重复性和稳定性较好.上述对校准设备准静态性能和对纳米位移台计量特性的测试结果表明,所提出的方法和系统能够对纳米位移台进行计量,从而用于小于几皮米的皮米级压痕测量以及原子尺度上的大范围测量.     

体全息相关系统中实现旋转和位移不变性方法

介绍一种在体全息相关识别中实现旋转不变性和位移不变性的一种简便方法。首先利用直线滤波器得到待识别图像的旋转角度 ,然后校正 ,将校正后的图像再与参考图像相关 ,从而获得旋转不变性的目标识别。该方法可判断图像在 36 0°范围内的旋转角度 ,精度为 5°。当校正的图像显示在空间光调制器上时 ,使图像重心恒于空间光调制的固定位置 ,即可实现图像识别中的位移不变性     

一种基于PID控制的随动油门台设计

针对飞行器自动化开发,设计了一种具有随动功能的油门台控制系统。该系统以STM32F103单片机为主控芯片,采用芯片内部的USART模块收发功能,实现数据的交互。系统通过位置传感器实时反馈油门杆的位置信息,并将反馈的信息传给控制站。同时,接收控制站的随动指令,通过单片机的PWM功能驱动步进电机,实现油门杆的随动控制。最后,编写上位机测试系统,执行测试并存储和处理测试数据,完成油门台控制系统的联调试验,结果表明基于PID控制算法的随动油门台的设计方案是可行的。     

基于TMS320F28335的微位移步进电机控制系统设计

本系统拟计划采用DSP控制步进电机推动轻装置移动实现测量装置的精准定位。系统拟采用的主控制器为DSP28335,被控对象为最小步进角为1.8°的42步进电机,采用DSP输出PWM脉冲波通过电机驱动器控制电机的运行。系统根据具体控制要求改变对PWM参数的设置,并通过相关的算法对过程参数进行修正以完成系统目的。电机控制系统的控制精度为线位移10μm,能够达到为实验室项目进行支持的目的,本系统亦可广泛应用于电机控制领域。     

含有银纳米膜的棱镜中光束古斯-汉欣位移效应研究

古斯-汉欣位移是一种灵敏度极高的折射率测量办法,在温度、压力传感等方面有 巨大的应用潜力, 但测量精度要求较高。为解决测量的困难和提高古斯-汉兴测量精度,本文设计了一种棱镜 -银纳米膜界面层, 搭建了一套可测量多偏振态多角度古斯-汉兴位移的测量装置,以此测量了棱镜-空气和棱 镜-银纳米膜不同 界面的光束的古斯-汉欣位移,并对其物理机制进行了探讨。实验结果显示棱镜-空气界面 的古斯-汉欣位移 平均值是2.7 μm,棱镜-银纳米膜界面的古斯-汉欣位移平均值是 27.7 μm,比棱镜-空气界面的位移增大了 约10倍。使用COMSOL multiphysics软件模拟了棱镜-银纳米膜以及 棱镜-空气界面的电场分布,对比棱镜- 空气的情况,表明在消逝场作用下,银纳米颗粒表面形成了较强光场分布,光场方向沿入射 光电场振动方 向;银颗粒表面光场和消逝场的叠加使得消逝场增强,从而导致棱镜-银纳米膜界面的古斯 -汉欣位移增大。 本工作为提高基于古斯-汉欣位移效应的生物传感器的灵敏度提供了一个可供选择的手段。     

基于平面反射式全息光栅的激光自混合纳米位移测量研究

纳米位移测量技术是实现高精度纳米制造的基础。激光自混合干涉为精密纳米位移测量提供了一种结构简便、成本低廉,同时测量精度可达纳米量级的精密位移测量方法。区别于传统基于反射镜或散射面为反馈元件的激光自混合干涉测量方案,研究了一种基于平面反射式全息光栅的激光自混合纳米位移测量方法,该方法的位移测量结果以光栅的周期为基准。实验测得了在弱反馈强度条件下的光栅自混合干涉信号,通过阈值设定的方法确定位移方向的反转点,结合反余弦的相位解包裹算法处理光栅自混合信号,获得了对应的位移测量值。最终采用商用激光干涉仪与自组装的光栅自混合干涉仪进行位移测量数据的比对测量,实验结果表明,经过线性修正后,其位移误差不超过0.241%。     

高采样频率位移测量系统硬件架构设计

在高端光刻机中,光栅尺掩模台位移测量系统拥有较复杂的运算模型,而且要求测量系统硬件架构能满足20 kHz高采样频率的需求。通过对国内运动台位移测量系统硬件架构进行对比研究,提出一种兼容以往软件架构的基于多核DSP运算板卡的光栅尺掩模台位移测量系统硬件架构,使用多核DSP内核间共享内存通信的机制,取代运算板卡间数据总线通信的机制,同时由板内PCIe总线互联片上多核DSP与FPGA。搭建硬件在环仿真平台进行实验,实验结果表明,系统获取原始数据、进行模型运算以及发送位置数据的总体性能提升百分比约为136%,保证模型运算精度的同时,满足20 kHz采样频率的要求。     

光纤F-P腔干涉纳米级位移高分辨率测量

激光抗干扰性好、复用能力强,光纤F P腔干涉仪结构简单、灵敏度高,适于纳米级位移测量。为了进一步提高分辨率,扩展测量范围,本文对光纤F P腔干涉信号的相位和功率进行分析。首先给出了二倍次方功率和分辨率的关系,找出了提高分辨率的途径。然后给出了二倍次方功率和干涉条纹变化的关系,确定了测量条件。最后根据光纤波在F P腔内干涉形成的滞后相位,通过多次希尔伯特变换,实现了待测物体位移重构。数值模拟和实验证明了该方法能够实现高分辨率纳米级位移测量,误差小。     

变极距电容位移传感器的双频激励方法研究

针对变极距电容位移传感器提出了一种双频激励方法。同时采用低频、高频正弦电压源激励平板发射电极,通过电容耦合效应将极距变化转换为双频调幅信号,并通过高阻抗缓冲、带通滤波、精密整流电路获得双路位移调制电压信号。采用数字信号处理器（DSP）同步采集双路位移调制电压信号以及参考位移信号,对高、低频激励方式下的位移检测分辨率、纹波、动态响应速度等性能进行了对比分析。实验结果表明：双频激励时,通道间耦合作用较小,低频激励方式在位移分辨率、测量范围、线性度、抗干扰等指标上显著优于高频激励;高频激励在动态响应速度上具有明显优势。     

基于LabVIEW的步进电机控制系统研究

文中分析了磁阻直线旋转步进电机的工作原理,提出了一种基于LabVIEW的控制方法,利用PC串口进行通信,软件采用LabVIEW进行开发,设计了简单的步进电机控制面板,可以实现步进电机的正反转、加减速控制。     

基于DSP的矿用电机车DTC控制方法的研究

本文介绍矿用蓄电池电机车变频调速目前发展状态,指出采用直接转矩控制方案应用在矿用蓄电池电机车上的合理性,通过DSP硬件平台设计和软件开发编写DTC控制程序,最终由实验得出该控制方法具有牵引力大,起动电流小,调速性能好,节能等优势,具有广泛的应用意义。     

一种GMM蠕动微位移机械控制节拍方法

针对超磁致伸缩材料蠕动微位移机械在位移过程中的控制节拍问题,文章研究四节拍运动和六节拍运动,并根据仿生原理,由尺蠖运动规律,设计了以单片机为核心的控制器硬件和软件。通过比较两种节拍运动,情况表明六节拍运动比四节拍运动平稳。     

微位移机构及其在误差补偿控制中的应用

本文介绍了微位移机构的主要类型，并通过实例对微位移机构在误差补偿控制中的应用情况进行了分析和综述。     

天线平面近场测量扫描架的位移控制

平面近场测量是天线测量的一种重要方法,而平面近场扫描架是天线近场测量系统中的关键设备,对它的控制直接关系到整个近场测量系统的成败。本文介绍了一种天线平而近场测量系统中扫描架的结构,工作原理及控制方法。实践证明,这种控制方法完全满足系统要求。     

电池片高速划片旋转传输台的研究

简述了电池片高速划片旋转传输台的设计性能指标及设计方案,解析了主要部件的机械结构设计及主要外购件的选型,并介绍了设计验证效果.     

雷达通信跳频网台参数联合估计方法与研究

提出了一种新颖的同步正交跳频网台参数联合估计方法,该方法利用时间窗滑动将数据进行分割,对每段数据进行联合估计,利用门限排除那些包含多个频域的数据,余下的数据估计出的结果逐一归类后取平均进一步提高估计精度。计算机仿真实验表明,本方法可以准确估计出频率捷变雷达的频率和到达角。     

纳米颗粒团聚的控制

分析了纳米颗粒团聚的影响因素及形成机理 ,指出颗粒之间的范德华力、氢键作用、静电作用等各种作用力是形成团聚的根本原因。分别讨论了在气体介质和液体介质两种环境中纳米颗粒团聚的控制方法 ,前者包括机械分散、干燥处理和静电分散等 ;后者包括有机物洗涤、加入分散剂、共沸蒸馏、特殊干燥工艺和超声空化等 ,并对几种特殊的团聚控制方法进行了重点探讨