基于拮抗作用机制的仿生致动元件设计

为了减少致动元件的能量消耗，模拟自然肌肉高效驱动的拮抗作用机制，设计了以力学拮抗作用的能量转化而实现运动能量输出的新型致动元件.以高能量密度的磁体和具有良好伸缩性能的聚合物构建致动元件，分析了致动元件的磁场力与弹性力的拮抗特性及其运动触发机制，同时,实验分析了以电磁线圈为拮抗作用触发元件的力学特性.结果表明，电磁线圈能够有效触发具有磁场能和弹性势能元件的拮抗作用，以力学拮抗形式的能量转换方式可构建高效致动元件.     

活塞车床刀架中音圈电流直流成份的消除

用于活塞车床伺服刀架的音圈电机，当其体积受到限制时，车削过程中音圈上将产生大量的焦耳热，针对这一问题，提出了由一个弹簧来提供本应由音圈电机提供提供的驱动力的直流分量的方法，以减少音圈上产生的焦耳热；并通过计算机领导具，给予了验证。     

CA6150柔性刀架设计及静动特性分析

车削振动主动控制中,考虑到车削加工中刀架的受力以及控制执行器的性能特点,刀架设计至关重要。为了减小径向载荷对执行器的作用,本文利用柔性铰链设计了CA6150柔性专用刀架,在此基础上,分析了专用刀架的静、动特性,表明该结构达到设计要求,并通过脉冲激励实验证明了刀架具有较好的动特性,可以满足CA6150车削振动主动控制的要求。     

电磁线圈稳定温升的在线测量

论述利用８０９８单片机对电磁线圈稳定温升进行在线自动测量的原理和硬件结构，重点分析了Ａ／Ｄ转换，Ｕ／Ｉ测量以及环境温度对稳定温升试验精度的影响和减小这些影响的措施，最后给出四试品同时试验的应用实例和试验数据列表。     

非轴对称光学镜面的加工及其评定

利用所研制的新型微位移快速伺服刀架及单点金刚石车削技术，借助计算机直接控制，加工出了精度很高的非轴对光学镜面，即Ｚｅｒｎｉｋｅ曲面。     

考虑动圈偏心的电动振动台等效电磁力计算方法

为了反映动圈激励电磁力对偏载工况下电动振动台横向振动的影响,提出了一种考虑动圈偏心影响的电动振动台等效电磁力计算方法。综合选取动圈通电电流、垂向位置、翻转偏心角度、径向平移偏心距及方向等5个因素,通过求取径向平移偏心距极限及假设虚拟偏心距进行变量代换,解决了现有正交试验设计方法难以应用于多个因素之间存在取值相互约束情况的问题。通过电磁有限元仿真获得了与动圈分布电磁力等效的集中电磁力样本,采用神经网络方法进行样本拟合获得了动圈全运动工况等效电磁力。仿真结果表明:径向等效电磁力主要随翻转偏心角度的增加而增加,且在大电流工况增加更迅速;采用所提方法获得的等效电磁力相对误差均在10%以内,可在满足工程误差要求的同时快速实时获得动圈全运动工况等效电磁力,解决了由有限元及精确解析方法计算等效电磁力速度慢所导致的无法进行电动振动台电磁-结构双向耦合仿真的问题。该方法也可应用于其他相似的运动系统受力计算问题。     

电动振动台动圈的结构动态特性分析

为了提高电动振动台的工作性能,建立电动振动台动圈的有限元模型,确立其边界条件,通过计算动圈的各阶模态,分柝其动态特性,获得动圈的一阶轴向共振频率并进行实验验证.结果表明,动圈的结构及材料决定动圈一阶轴向共振频率的高低,动圈所选材料的比刚度越大越好;加强筋可以增强动圈的刚性.     

新型磁悬浮精密定位平台的研究

针对磁悬浮精密定位平台的运动稳定性问题，设计了一种新型六自由度磁悬浮精密定位平台，该平台采用12个空心电磁线圈做定子、36块永磁体做动子，悬浮部分与驱动部分相互独立，从而很好地解决了由电磁线圈铁心引起的非线性以及悬浮与驱动单元之间的相互耦合问题．采用罗仑兹定律，分析了永磁体长度、线圈电流和悬浮位移对悬浮稳定性的影响，确定了平台的悬浮平衡位置，建立了平台在平衡位置附近的悬浮数学模型，并进行了动态响应仿真研究．研究结果表明，该磁悬浮精密定位平台在悬浮电流为2A、悬浮高度为0．5mm时可以稳定悬浮，因此可应用于需要超精密定位和超洁净环境的半导体光刻装置中。     

一种新型可连续调节的消弧线圈

采用可连续调节的消弧线圈不仅解决了高压电感调节系统的价格昂贵和调节系统十分复杂的问题，还可以使经消弧线圈接地系统的优越性充分发挥。文中着重介绍了如何采用低耐压的晶闸管连续调节6-66kV的消弧线圈的一种新方法。对新型消弧线圈的电感调节量的计算进行了理论推导，并对其产生的稳态电流谐波分量进行了分析，用Saber软件对所设计的消弧线圈的理论依据进行了仿真实验验证和实物实验验证。     

基于动力学方法曲面恒切向数控车削刀架设计

在简要介绍曲面恒切向数控车削技术的基础上，着重说明曲面恒切向数控车削刀架的设计技术，主要阐述其结构、动力学、控制系统、精度的设计方法。根据刀架的设计载荷，运用动力学方法对刀架进行设计。分析认为，刀架的回转精度和位置精度对曲面加工精度有较大的影响，因此通过合理选用高精度轴承和采用位置环与速度环的双闭环控制方式，利用高分辨率、高精度的圆光栅作为位置检阅原件，以确保把这两项精度指标控制在合理的范围内。同时从刀架的机械传动精度角度给出了提高系统稳定性的途径。利用控制系统的多轴联动控制功能，使该刀架与数控车床X、Z轴实现三轴联动，则可实现曲面恒切向车削，以消除刀具刀尖形状误差对曲面加工精度的影响。     

一种基于FPGA的音圈电机仿真系统

分析了音圈电机的工作原理,建立了音圈电机的数学模型,并对其传递函数进行数字化。在FPGA中,采用浮点数加法器和乘法器设计并实现了音圈电机仿真系统。测试了该仿真系统的冲击和阶跃响应,以及对常用电机驱动信号的响应情况。实验结果表明,该仿真系统误差低、调试方便、性能可靠。     

基于音圈电机的电梯水平振动主动控制仿真

电梯运行中导轨不平引起的水平振动会影响舒适性。为了有效抑制电梯振动,以音圈电机为作动器,使用振动主动控制,建立音圈电机和电梯水平振动的数学模型。布置传感器和作动器的位置,将位移、速度和加速度的比例反馈组合为PID控制器,使用Matlab/Simulink对控制器进行参数整定;并对电梯水平振动主动控制系统进行仿真分析。仿真结果表明在共振频率处的振动位移得到大幅抑制,同时随机振动激励下的振动位移有明显减小。     

自动化加工中刀具破损实时监控方法的研究

详细叙述了在自动化加工中用霍尔电流传感器和流体传递信号的新型声发射（ＡＥ）传感器，联合监测主轴电机电流和加工中的ＡＥ信号，综合判断刀具破损的原理，监控方案和实验结果，该系统可自动识别直径为０．６ｍｍ以上的钻头破损，面积大于０．２ｍｍ＾２的镗刀，铣刀破损，准确率达９８％以上。     

多齿刀具制造铜纤维的表面形貌成形研究

金属纤维是一种新型多用途工程材料.利用多齿刀具在普通卧式车床上加工出了连续铜纤维,通过与拉拔法生产的铜纤维SEM观察对比,发现多齿刀具制造的铜纤维具有粗糙的茸状形貌表面结构特点.并应用切削试验对比了采用不同切削用量时铜纤维的表面形貌,研究了切削用量对于铜纤维的表面形貌的影响规律.实验结果表明切削速度对于铜纤维的表面形貌影响最大,背吃刀量和进给量影响较小.因此为获得具有茸状形貌表面结构特点的连续铜纤维,应该选择较小的切削速度,并根据当量直径的要求,选择合适的背吃刀量和进给量.     

一种基于丢包依赖体现的E模型的自适应播放延迟算法

在Internet通信播放延迟算法的基础上,使用E模型作为分析工具,并考虑丢包依赖在E模型中的体现以及对用户语音感受的影响,提出了一种应用于多方实时通信领域的新的自适应播放延迟算法,使得用户终端在获得良好Internet通信参数的同时,进一步提升用户的语音感受。实验测试结果发现,这种算法相比于目前其他算法,在丢包率、延迟等方面都有显著的改善,同时能够降低系统的连续丢包现象。     

混合励磁同步电机控制策略比较研究

混合励磁同步电机是一种在永磁电机基础上发展起来的新型电机,具有低速大转矩及宽调速特点.根据混合励磁同步电机的结构特点和电磁特性,设计了一种新型的矢量控制系统.该控制系统在基于转子磁场定向的基础上,分别提出了id≠0与id=0的最小铜耗控制及简易控制等三种不同的电流控制策略.理论分析和计算机仿真结果表明,应用所提出的三种电流控制策略,都能使混合励磁同步电机具有良好的静动态性能,但采用不同的控制方法效率不同,这三种控制方法的仿真结果对比表明,采用id≠0的最小铜耗控制方法效率最高,而应用简易控制方法,算法虽然简单,但是效率也最低.     

微硬盘驱动器的时变线性模型及其跟踪控制研究

引入磁头臂转动角度变量，建立音圈马达驱动器的时变线性系统模型，利用Lyapunov稳定性理论及线性矩阵不等式凸优化技术，通过设计状态观测器和反馈控制器，解决了该系统的跟踪控制问题。将此控制器与复合非线性控制器分别用于音圈马达驱动器的基本模型及本文的定常线性模型进行仿真比较，获得其优越性；最后将设计的控制器用于所设计的音圈马达驱动器的时变线性系统，获得跟踪速度快、跟踪精度高的效果。     

压电式超声振动切削系统的研究

分析了超声振动切惧的振动规律，提出了采用高铲的压电换有器以及直接驱动 的新式振动切削系统进行精密切削的新方法，并分析了该系统级联晶片的振动特性和电路匹配问题，实验结果表明，该系统能有效地提高机械提高机械精密加工表面质量和精度。     

FMS刀具寿命优化管理研究

刀具的磨损与具体的加工状态直接相关,在一般的ＦＭＳ刀具管理中,大多采用切削时间累加的方法进行刀具寿命管理,此法难于准确衡量刀具的磨损。该文首次提出刀具相对磨损率的概念,采用建立切削数据库的方法,得到刀具相对磨损率的计算公式,并应用于ＦＭＳ刀具管理中,以进行刀具寿命的优化管理。实例计算表明,此方法是可行的。     

新型微细球端铣刀几何建模与优化设计

针对微细切削刀具的应用需求,在Aoyama等设计的椭圆柱球端铣刀的基础上,提出了一种简化结构的新型微细球端立铣刀的优化设计方案.应用微分几何方法对此类刀具结构进行数学建模,依据ISO刀具角度定义计算其静态工作角度,分析所设计刀具的切削能力;根据建立的数学模型进行刀具制备过程的分析,确定最终的刀具优化结构与制备工艺.所设计的微细球端立铣刀能够提高微细切削刀具切削部分的结构强度,同时显著降低刀具制备的难度.