扭摆法测量刚体转动惯量的误差定量分析

以圆柱形刚体为研究对象,推导了刚体轴线与仪器转轴不重合情况下的转动惯量误差表达式,进一步给出了均匀细棒和均匀薄圆盘的误差表达式,且定量地给出了误差,并对其结果进行了分析,为改进测量方法及实际应用提供了理论依据.     

基于(w，z)参数轴对称3D刚体摆姿态PD控制

基于(w,z)参数化轴对称Three Dimensions(3D)摆的姿态控制问题研究,提出(w,z)参数描述姿态描述方法。该方法通过2次绕正交轴旋转,引入复变量,将球面上的点向复平面投影。提出Proportion Differentiation(pd)控制对轴对称3D摆的姿态控制方法。首先列出轴对称3D摆的动力学方程,以(w,z)参数表示轴对称3D摆的姿态运动学方程及推导过程。利用(w,z)参数设计出PD控制器,使得轴对称3D刚体摆在其倒立位置渐近稳定。仿真实验验证了控制器对轴称3D摆姿态控制的有效。     

大量程步进式垂线坐标仪的研制

步进式变形监测仪器具有长期测量、测值稳定、可靠性高、测试原理简单、适用范围广等优点，在中国的大坝安全监测领域得到了广泛应用，但大量程步进式变形监测仪器的研制很难。文中介绍了一种新型步进式垂线坐标仪，该垂线坐标仪在引入独特的结构设计、先进的电子测量技术和优化的电机驱动控制策略的基础上，很好地解决了大量程工况下的高精度测量问题。     

Bulk micromachining of silicon in TMAH-based etchants for aluminum passivation and smooth surface

The fabrication of silicon based micromechanical sensors often requires bulk silicon etching after aluminum metallization. All wet silicon etchants including ordinary undoped tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH)-water solution attack the overlaying aluminum metal interconnect during the anisotropic etching of (100) silicon. This paper presents a TMAH-water based etching recipe to achieve high silicon etch rate, a smooth etched surface and almost total protection of the exposed aluminum metallization. The etch rate measurements of (100) silicon, silicon dioxide and aluminum along with the morphology studies of etched surfaces are performed on both n-type and p-type silicon wafers at different concentrations (2, 5, 10 and 15%) for undoped TMAH treated at various temperatures as well as for TMAH solution doped separately and simultaneously with silicic acid and ammonium peroxodisulphate (AP). It is established through a detailed study that 5% TMAH-water solution dual doped with 38 gm/l silicic acid and 7 gm/l AP yields a reasonably high (100) silicon etch rate of 70 μm/h at 80 °C, very small etch rates of SiO₂ and pure aluminum (around 80 Å/h and 50 Å/h, respectively), and a smooth surface (±7 nm) at a bath temperature of 80 °C. The etchant has been successfully used for fabricating several MEMS structures like piezoresistive accelerometer, vaporizing liquid micro-thruster and flow sensor. In all cases, the bulk micromachining is carried out after the formation of aluminum interconnects which is found to remain unaffected during the prolonged etching process at 80 °C. The TMAH based etchant may be attractive in industry due to its compatibility with standard CMOS process.     

基于强化学习的二级倒立摆控制

在模型未知和没有先验经验的条件下，采用一种改进的强化学习算法实现二级倒立摆系统的平衡控制。该学习算法不需要预测和辨识模型，能通过网络自身的联想和记忆，在线寻求最优策略。该学习算法采用基于神经网络的值函数逼近，并用直接梯度和适合度轨迹修正权值，有效实现对连续状态和行为空间任务的控制。计算机仿真证明了该强化学习算法在较短的时间内即可成功地学会控制直线二级倒立摆系统。     

基于微加速度传感器的无线鼠标的设计

研究基于微加速度传感器的无线鼠标的设计,讨论了MEMS无线鼠标的软件、硬件设计和系统组成,给出了M atlab环境下系统的模型和算法。模拟结果说明:无线鼠标的设计是合理可行的,提出的二次积分近似算法是简捷有效的。     

一种三维加速度计弹性体的分析与设计

介绍了一种可用于振动测量的三维加速度计弹性体结构,其采用3个相互垂直的双平行应变梁组合的形式,每个平行梁敏感一个分量的加速度.经分析和试验结果表明:该加速度计具有灵敏度较高、交叉干扰小,完全满足预期设计要求.     

一种扭摆式硅微机械加速度传感器

介绍了一种基于体硅微机电系统(MEMS)工艺制作的扭摆式硅微机械加速度传感器,对制作过程的一些工艺问题进行探讨,并提出相应的解决办法,主要涉及到硅-玻璃阳极键合、结构释放等关键工艺。对测试结果进行了初步分析,分辨力可以达到1mgn,测试±1gn范围内线性度可以达到99.99%。     

基于MEMS加速度传感器的双轴倾角计及其应用

利用MEMS加速度传感器设计了双轴倾角计,并采用单片机进行了线性化和温度补偿,倾斜角以模拟量和数字量2种形式输出。该倾角计体积小、重量轻、精度高,能够很好地满足MAV姿态控制及其他应用的倾角测量。     

基于加速度计的数字式倾角仪的设计

所设计的数字式倾角仪是一种基于MEMS热电偶加速度计的智能测量仪,可用于测量0°~360°倾角,同时,针对环境温度变化时对加速度计的影响,通过软件进行了补偿,测试表明:该倾角仪的测量精度达±0. 1°,并具有良好的工作稳定性和较高的性价比。