光刻机精密运动平台的几何及运动误差建模

为了提高光刻机硅片台和掩模台的运动精度,建立光刻机精密运动平台的几何及运动误差模型。引入低序体阵列描述光刻机的拓扑结构,采用齐次坐标变换表达多体系统中典型体的几何和运动误差,应用多体系统运动学建立了系统的结构和运动关系以及相应的定位误差方程。进一步分析了光刻机的运动误差链,推导了光刻机运动通用误差模型。以某光刻机精密工作台为例进行误差建模与分析,该方法和结果可为光刻机精度设计提供参考。     

智能桁架结构自适应模糊主动振动控制

针对智能桁架结构的振动抑制问题,研究如何设计自适应模糊主动振动控制器.结合模糊控制理论和传统的自适应控制理论,基于Lyapunov综合法,设计了一种稳定的直接型自适应模糊主动振动控制器.同时引入监督控制,把控制量分为自适应模糊控制量和监督控制量,监督控制的设计保证了系统状态量的有界性.最后,对一个平面16杆智能桁架结构进行了自适应模糊主动振动控制的仿真研究.结果表明: 在结构参数或外部环境发生变化时,直接型自适应模糊主动振动控制器仍可以获得理想的控制效果,具有很好的鲁棒性.     

弹性构件的模态选择对机构动力分析的影响

为在柔性多体系统动力学中引入固定界面动态子结构法 ,将 Craig固定界面法减缩后的系统经过再次坐标变换 ,分离出刚体模态 ,证明能更明确地表达边界影响 ,可以进一步提高减缩效率 ,便于在多体动力学中使用 ,并给出了一个含弹性连杆的曲柄滑块机构算例。分析和计算表明 ,经过了再次坐标变换后提高了减缩效率 ,在一定情况下 ,边界状况对系统影响显著 ,使用表达边界的模态可以提高多体动力学的数值仿真精度     

太阳翼可展结构频率的重力势影响

为了研究重力势对含锁定间隙的空间可展结构动力学性能的影响,该文以太阳翼为对象进行了结构响应学实验研究。分别在只有单块帆板和两块帆板通过铰链相连接的情况下进行了不同安装方式的对比实验。实验发现单板水平安装时的低阶振动频率比垂直安装时低,这说明重力势的方向性改变了结构的固有频率。而双板太阳翼实验表明:无论何种安装方式,第一阶峰值频率变化不大;但不同安装方式的太阳翼高阶频率均发生改变。与单板实验结果相比较,系统中锁定刚度是影响双板太阳翼结构频率的主因。     

基于RBD与FTA的航天器太阳翼可靠性分析

太阳翼对航天器的在轨运行品质有重要影响。该文基于东方红3号卫星平台,对系统部件的可靠性属性进行了分类,利用可靠性框图(RBD)给出了在确定载荷与随机载荷情况下的可靠度计算公式。应用故障树分析法(FTA)研究了太阳翼系统的可靠性问题。分析结果表明:铰链是影响太阳翼可靠性的最主要部件;空间温度、材料在空间中的特性是影响太阳翼可靠性的最主要因素。添置冗余、采用新型材料与优化受载结构等方法可以提高太阳翼的可靠度。     

梁式自适应结构主动控制模型及实验研究

为提高结构对外部环境的抗干扰能力 ,构造了梁式自适应结构 ,并对其主动控制进行了研究。由传感器、作动器与梁主体结构组成梁式自适应结构。基于压电材料的本构关系 ,建立了传感方程和作动方程。根据有限元方法和现代控制理论 ,建立了梁式自适应结构的动力学方程和系统的状态方程。采用最优控制理论 (L QR) ,进行了控制器设计。建立了梁式自适应结构主动控制实验系统 ,并对这类自适应结构的动力学行为及主动控制进行了实验。实验研究结果表明梁式自适应结构能够改善结构的动力学特性 ,对外界干扰具有良好的自适应性     

非光滑机械动力系统数值积分的精度分析

采用 Taylor级数展开方法 ,分析了常用的线性多步法在非光滑机械动力系统中的计算精度特性 ,建立了一个非光滑的机械振动系统检验模型 ,给出了典型的计算实例 ,并提出了几种改善计算精度的措施。分析表明 ,在计算非光滑的机械动力系统时 ,线性多步法类的数值积分方法出现降阶现象 ,计算精度会大大降低。采用光滑函数过渡、自适应变步长技术及隐式和预测校正等方法 ,可以有效地提高数值计算精度 ,而提高方法的阶次不能有效提高精度     

计及间隙的运动副和机械系统动力学的研究进展

基于近年来计及间隙影响的运动副建模以及含间隙机械系统动力学的研究,综述间隙运动副连续接触模型、经典碰撞模型、连续接触力模型以及旋转副三维间隙模型等的研究进展,介绍间隙模型在机械系统动力学非线性特性分析、性能评价与可靠性评估等方面的应用情况,详细探讨考虑黏滞–滑动过程和接触表面形貌的间隙建模、共形接触建模、不确定参数的含间隙系统动力学分析、运动精度评估以及运动副间隙设计等未来应重点研究的若干关键技术问题。     

含间隙铰空间可展桁架结构的动力学实验

为研究微重力环境下含铰接间隙航天可展结构的动力学特性,让可展桁架结构分别在水平悬吊和垂直安装情况下展开到位后突然锁定,测试并比较标志点的衰减振动加速度响应。在水平安装时,用橡胶绳把每一部件悬吊起来,以尽量消除部件重量对铰关节的作用力。实验结果显示,与垂直安装状态相比,水平悬吊安装状态下含间隙桁架结构衰减振动的加速度幅值响应减小,振动时间较短,有更宽的频谱响应和严重的响应滞后现象,对铰间隙的初始运动状态呈现出高度敏感性。     

力约束法在人体起跳动力学数值仿真中的应用

为描述人体步行、弹跳等运动过程中柔性鞋底和硬地面之间的接触柔性、微滑和摩擦特性,提出一个多点柔性接触模型,将鞋底与地面的单面几何约束转化为力约束。针对一个15刚体人体机构模型,得到一个不含机械回路约束方程的动力学全局仿真模型。然后,采用不同模型参数,数值仿真研究了双脚起跳过程中地面对鞋底的作用力。计算结果显示该模型能有效地揭示鞋底与地面接触的复杂作用过程,为用数值仿真方法研究人体与地面接触时的动力学提供了一个高效手段。