基于转子串阻容的双馈风机低电压穿越能力优化

为了优化电网电压发生不对称故障时双馈风力发电机(doubly fed induction generator,DFIG)的低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力,提出一种优化方法,即在转子侧串联电阻和电容改善DFIG的LVRT能力。传统的Crowbar方法中,故障期间DFIG将产生不可控的情形并且吸收一定无功,不利于电网电压恢复。而采用转子串阻容方法,限制了转子侧电压的负序分量和直流分量,抑制了转子开路电压和转子过电流,保证了DFIG在故障期间可控状态,并提供无功,有利于电网电压的恢复。仿真结果表明,所提方法能使DFIG成功进行低电压穿越,保证了DFIG在故障期间可控。     

极薄车削中切屑形貌的实验分析

采用圆弧刃金刚石车刀对铝和单晶锗进行超精密车削实验,对切屑在扫描电子显微镜下进行观察,当切削厚度达到纳米级时,得到了和常规切削同样的由剪切滑移的层状薄片堆积形成的连续带状切屑。但是切屑的变形系数远远大于常规切削下的切屑有系数,一般可达２０以上。对实验结果的分析说明对单晶锗实现了最小切削厚度为２０ｎｍ的稳定切削。     

超精密车床控制系统的研制

介绍了超精密车床控制系统硬件构成及软件功能,并给出了软件工作流程图,讨论了该数控系统所采用的直线插补算法和圆弧插补算法,给出了插补算法所产生的误差及降低此误差的方法,提出了激光闭控制测量误差及机械误差的补偿丝毫眼精密车床的要求。     

超精密加工机床的关键部件技术

论述了亚微米级超精密加工机床的主轴、直线导轨、进给与微量进给、隔振与恒温等关键部件的设计原理、实施方案及其在ＨＣＭ－Ｉ超精密加工机床中的应用     

KDP晶体超精密切削各向异性的理论研究

KDP晶体作为优质的非线性光学材料被广泛应用于“惯性约束核聚变”固体激光器中,且被赋予相当严格的制造精度。本文利用剪切变形比能最大及单晶材料不同晶面晶向剪切弹性模量不同的原理,结合超精密切削模型,从理论上计算出不同晶面、不同晶向及不同刀具前角超精密切削条件下的剪切角,得到其在不同切削条件下的变化规律,并由此解释了切削加工中由KDP晶体各向异性所导致的工件表面粗糙度的各向异性。     

运用碳纳米管原子力显微镜针尖减小长程力作用的研究

减小探针和样品表面之间的长程宏观力是原子力显微镜获得高分辨率成像的关键。首先通过理论分析得出影响长程力的主要因素是探针的几何形状和尺寸。然后分别运用几何形状和尺寸不同的原子力显微镜的传统Si针尖和碳纳米管针尖对样品进行扫描试验研究,结果显示碳纳米管针尖较传统针尖获得了高分辨率的图像。这一结果表明,碳纳米管针尖减小了成像中宏观长程作用力的影响,是理想的原子力显微镜针尖。     

基于扰动前馈补偿的超精密机床伺服控制技术研究

为消除超精密机床伺服系统中各种扰动力矩及系统参数波动对控制系统性能的影响,研究了基于扰动前馈补偿与反馈技术相结合的控制方法。利用扰动前馈控制器实时补偿系统中的扰动力矩,而利用常规反馈控制器保证了系统的良好的动态特性,并将其应用于实际系统中。实验表明该控制策略使系统跟踪速度信号时对各种扰动有良好的抑制能力,系统的最大稳态跟踪误差小于±20nm。     

基于AFM微加工的单晶硅表层性质的研究

在纳米级材料去除率和极小载荷下,利用原子力显微镜(AFM)对单晶硅进行基于金刚石针尖的微加工,并且应用扫描电子显微镜(SEM)对微加工区域及切屑的元素特征进行分析,同时应用能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对加工区域及非加工区域的化学成分组成进行对比分析.通过SEM观察发现无论在微加工区域内部还是在其边缘都不产生微裂纹及断裂破坏.元素分析表明微加工后去除的切屑因为松散且具有很大的自由表面面积所以容易被氧化,而加工区域内部的XPS分析结果显示出加工表层有非晶态二氧化硅的产生,深度值随加工时垂直载荷的不同在0.3～0.4nm之间变化.     

基于AFM纳米硬度测量系统的实验

为了解决用AFM自身压痕软件进行纳米硬度测量时无法直接获得载荷-压深曲线和由于受到扫描陶管扫描范围的限制而进行多点压痕实验范围有限的问题,建立了三维微动工作台和原子力显微镜相结合的纳米压痕硬度测量系统.基于该系统,对单晶薄膜材料进行了单点压痕实验,得出该系统适合进行纳米硬度测量的结论;并对薄膜材料的纳米硬度和弹性模量进行了分析,讨论了尺寸效应对两者的影响.另外,进行了40×40的点阵压痕实验,得到了材料整个压痕面的三维形貌图和三维硬度图.     

轴对称非球面镜超精密加工新方法的几何模型

介绍了轴对称光学非球面镜超精密加工的新方法．超精密金刚石切削加工机床的刀具进给机构通常由直线导轨实现．由于旋转轴与同等精度的直线导轨相比,具有制造难度小、成本低及结构紧凑等优点,所以采用具有快速伺服机构的金刚石刀架摆臂代替直线导轨进给运动方式．根据非球面方程,快速伺服机构的微进给量根据车刀摆角实时计算．快速伺服机构、工件以及金刚石刀具的同时运动,可以实现轴对称非球面的超精密加工．构建了回转进给工具路径、快速伺服机构运动以及相关的几何模型．通过计算机模拟验证了该加工方法的简便与可靠性,可以降低非球面反射镜加工的设备投入,提高生产效率．