光学非球面复合加工机床的设计与精度分析

介绍了集铣磨成形、研磨、抛光于一体的大中型非球面光学加工机床(AOCMT)，分析了其设计方法、结构特点和主要技术参数；通过X、Y、Z、A、C五轴数控联动，AOCMT能加工出任意复杂的光学表面，且始终保持刀具轴线位于加工点的法线方向，以消除非对称误差的影响；研究了各运动轴定位误差对铣磨精度的影响，通过采取必要的工艺措施，AOCMT的铣磨精度能稳定地优于8μm；分析了AOCMT的后置处理算法，通过坐标平移和旋转，得到了三、四、五轴数控加工的通用坐标变换公式。     

阀控非对称缸的非线性建模及其反馈线性化

针对阀控非对称缸系统,分别推导了液压缸正反向运动时的状态方程,并最终统一成一个非线性模型。通过仿真和试验,验证了模型的准确性。在此基础上,采用非线性控制理论中的输入／输出精确线性化方法,通过非线性状态反馈变换获得了全局线性化模型,并对系统零动态稳定性进行了分析。该研究对采用线性控制理论实现液压伺服系统的高精度位置跟踪控制有一定的帮助。     

开放性数控技术的发展

简述开放性数控系统的概念、主要特点及国际上主要开放性数控研究计划的成果,提出开发开放性数控发展的指导思想及开发开放式数控面临的课题。     

光学镜面离子束加工的可达性

提出了离子束加工可达性问题的理论描述和定义,分析了驻留函数解的存在条件,进而分析了采用不同直径的离子束去除不同频率面形误差时额外去除量的大小,最后进行了仿真验证。分析结果表明,对于高斯型的束函数,驻留函数解总是存在的。但是面形误差频率越高,驻留函数解越大,去除面形误差时去除的额外材料越多。额外的材料去除量随着离子束径和空间误差波长之比(d/λ)的增加而指数增加。当d/λ=0.5时,额外材料去除量为15%,还是可以接受的;当d/λ=1时,额外材料去除量迅速上升到73%,该值即很难被接受。理论分析和仿真结果表明,为了优化加工过程,d/λ应该＜0.5。     

直线电机直接驱动的伺服刀架控制器的研究

分析了以直线电机直接驱动下的高频响伺服刀架为核心的非圆截面加工系统的控制结构 ;从小增益定理出发, 阐述了伺服刀架的最大动态柔度与系统稳定性的关系 ;分别分析了速度单闭环、速度位置双闭环控制对性能的影响. 在双闭环控制器的设计中, 运用了H∞ 控制理论, 综合考虑了跟踪性能、动态柔度、控制能量等因素, 所设计的控制器较传统的超前_滞后网络有明显的改进.     

一种具有隔振框架的解耦硅微陀螺

提出了一种利用隔振框架解耦的硅微陀螺,其驱动模态和检测模态不仅有各自独立的支撑结构,还有各自独立的惯性质量块,隔振框架隔离了驱动结构和检测结构,减小了模态之间的交叉耦合;利用TMAH湿法腐蚀结合深反应离子刻蚀工艺,在n型〈100〉低阻硅片上制作出了微陀螺样片,并为其研制了配套的测控电路;测试结果表明,驱动模态频率为2.981kHz,品质因子为800,检测模态频率为2.813kHz,品质因子为34,刻度因子为38mV/(°/s),线性度优于0.8%,微陀螺在0.5h内的零偏稳定度为0.28°/s.     

基于ADAMS的船舶运动模拟器及其液压驱动系统的设计与动力学仿真

设计了一种新颖的船舶运动模拟器及其液压驱动系统,利用ADAMS动力学仿真软件和Matlab/Simulink仿真工具建立了机械系统、液压驱动系统、计算机控制系统的一体化模型,给出了控制仿真结果,并最终通过试验验证了所建模型的有效性.该方法可以极大地缩短液压产品的开发周期,减小开发成本.     

叉指式微硅加速度计的参数化设计

详细阐述了微硅加速度计的原理，根据材料力学以及结构动力学原理，分析了叉指式驱动／检测结构的动力学模型，推导了等效质量、等效阻尼、等效刚度等关键参数模型，分析了灵敏度、横向干扰等和结构参数的关系，为微硅加速度计的优化设计与改进提供了理论指导，实现了最优化设计和仿真。     

金刚石车削工件表面轮廓的仿真与分析

对振动情况下加工的工件表面的三维形貌进行了仿真 ,并从理论上对工件表面形貌的径向、周向与刀具螺旋轨迹方向的截面轮廓进行了分析。结果表明 :不同的截面轮廓分别载有不同的表面特征信息 ,利用这些特征有助于对刀具与工件间的相对振动进行辨识。采用有关文献中的试验数据对仿真结果进行了验证     

考虑特征差异的多特征工件依次定位

现有的工件定位算法对于多特征工件按照组合特征进行定位,而实际上不同特征对于定位结果的影响是不同的。考虑到工件各个特征之间的差异,在深入研究多特征的位形空间理论的基础上,参考形位误差评定问题中多基准建立的过程以及对称工件定位算法,提出了多特征工件依次定位问题和算法,按照一定准则(如特征本身精度高低)对各个特征依次进行定位。仿真试验表明该算法更符合实际。