CD-like全血分析芯片内压缩空气的定量泵送

为了克服离心式微流控芯片上血清提取对虹吸管亲水性的依赖,保证离心式微流控芯片功能的稳定性和可靠性,在芯片上设计了连接于血液分离腔的压缩空气腔,实现了高转速下血液的分离。基于压缩空气的辅助作用,并通过转速降低导致压缩空气腔内所储存气体压强的释放对血清的泵送作用,实现了离心式微流控芯片上血清的定量提取。基于等温气体的热力学平衡理论,分析了压缩空气腔压缩体积和虹吸管内液面位置与电机转速之间的关系,给出了基于压缩空气辅助作用的离心式血清提取结构的设计规律。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基材,采用CO2激光加工工艺,制作了离心式血清提取芯片,并测试了不同转速下被压缩气体的体积和血清液面在虹吸管中的位置。实验结果表明:转速为4000r/min时,空气的被压缩量为8.7μL,虹吸管能有效抑制全血溢出以防止全血进入血清提取腔;当转速降为1000r/min时,压缩气体所储存压强得到释放,克服了离心力,并驱动血清流过虹吸管最高点,进而实现血清的定量提取。     

基于1394总线的图像采集系统设计

介绍一种通过DSP和FPGA实现的基于1394总线图像采集系统.系统利用SUNHA公司的PAL制式摄像头作为图像采集设备,通过SAA7113进行视频解码及A/D转换,并通过1394总线传输到上位机PC当中进行后续图像处理.     

小电感无刷直流电机不同驱动结构下的控制特性及功耗比较

针对具有小电感特性的无刷直流电机,比较了全桥结构下PWM驱动和PAM驱动方式的区别。两种驱动方式下系统的控制特性和功耗有所不同,对于全桥结构下的PWM驱动方式,具有调速特性非线性的特点,在控制系统设计时应考虑在不同转速下采用不同的比例系数;而PAM驱动方式具有调制特性线性度好、电流平滑、涡流损耗小、系统功耗低和高低速系统特性一致的特点,但相对地增加了结构复杂性。两种驱动结构应根据实际情况使用。     

采样系统慢时变扰动比例积分观测器鲁棒控制

针对控制系统存在扰动或噪声使传统观测器存在较大观测误差问题,依据鲁棒控制理论,采用线性矩阵不等式(LMI)方法,设计了鲁棒H2/H∞全维状态比例积分观测器。研究了系统存在慢时变扰动情况下,采样系统基于比例积分观测器的状态观测效果及鲁棒稳定性,得到了一类充分条件,给出了观测器比例增益、积分增益、控制器增益以及鲁棒H2性能指标的求解方法。仿真结果表明,所设计的观测器计算量小,鲁棒性强,提高了状态观测精确度。     

磁悬浮系统的哈密顿建模和无源控制

针对磁悬浮系统非线性特点,采用端口受控哈密顿系统理论与无源性控制原理研究磁悬浮系统的建模和控制。将磁悬浮看作能量变换装置,从能量平衡角度推导出单自由度磁悬浮系统的端口受控哈密顿模型。在哈密顿结构基础上,引入结构互联和阻尼配置,给出闭环系统期望的哈密顿函数,设计了磁悬浮系统的无源控制器。设计中直接采用哈密顿函数作为存贮函数,保证了数学严密性,且使系统在满足无源性的条件下达到要求的性能,具有明确的物理意义。仿真结果表明,系统能够快速响应,并且对负载的变化具有很强的抗干扰性能。     

机械臂腕力传感器负载端重力补偿算法与仿真

针对机械臂运动时负载端姿态变化影响腕力传感器测量结果问题,提出一种腕力传感器负载端重力补偿算法。通过分析机械臂负载端不同姿态下的重力变化形式,采用实验方法测定负载端重力与重心参数。建立了腕力传感器重力补偿系统模型,结合机械臂运动学方程,推导出腕力传感器负载端重力补偿算法和机械臂末端作用力解算方法,并应用算例进行MATLAB与ADAMS联合仿真。仿真结果表明,本补偿算法能有效地消除负载端姿态变化影响,通过腕力传感器准确地测量机械臂所受的外力信息,验证了机械臂腕力传感器负载端重力补偿算法的正确性。     

姿控飞轮变结构变速积分控制及实现

为了兼顾飞轮控制系统的响应速度和稳态精度,在分析常值切换变结构控制和变速积分控制特性的基础上,将具有开关特性,响应快,但存在抖振缺点的常值切换变结构控制与能改变积分项的累加速度,使其与偏差大小相对应,稳态精度高的变速积分控制相结合,利用变速积分控制算法的稳态精度高的优点弥补常值切换控制的开关特性带来的缺点,提出了变结构变速积分控制。实验结果表明：变结构变速积分控制使系统的动态性能和稳态性能都得到很大提高。控制指令为偏移量1000rpm,幅值100rpm, 周期0.01Hz正弦信号时,跟踪误差为2rpm。     

超导磁悬浮微飞轮系统设计与功耗分析

针对飞轮系统在高转速时功耗大的问题,设计了基于超导磁悬浮轴承的微飞轮系统样机,研究了超导磁悬浮轴承对飞轮系统功耗的影响.微飞轮系统采用超导磁悬浮轴承作为支撑机构,以平面直流无刷电机作为驱动装置,在保证超导轴承场冷高度和电机间隙的条件下设计真空系统,通过搭建飞轮能耗实验平台,对超导磁悬浮飞轮系统的功耗进行分析,并通过测试不同场冷高度下的飞轮系统降速曲线,研究场冷高度对超导磁悬浮轴承的摩擦损耗影响.实验结果表明,在同样功耗下飞轮转子的最高转速可达到33 000 r/min,在15 000 r/min时超导磁悬浮轴承的功耗仅为机械飞轮系统功耗的1/7,并可以通过增加场冷高度进一步减少系统功耗.超导磁悬浮技术可以满足飞轮系统高转速、低功耗的要求．     

区域性赤峪断层落差及延展方向分析

为深入研究赤峪断层在紫晟煤业的落差及延展方向,减少构造损失煤量。通过地表踏勘查看断层出露情况,井下钻探探测断层延展位置,补充施工地质勘探钻孔对比岩层缺失层位,判明了区域性赤峪断层在紫晟煤业东南部呈现为4条密集分布的断层组,断层组在2-107工作面外围约115m,断层破碎带宽约220m,总落差190~325m,由西南至东北部总落差逐步减小。     

控制滞后的线性时滞系统的状态反馈镇定

研究具有控制滞后的线性时滞系统的状态反馈镇定,其设计过程只需解一个特殊的Ric cati方程。并且指出,系统的输出反馈镇定问题可以转化为系统的状态反馈镇定问题来解决。最后通过实际例子和计算机仿真图形论证了本方法的有效性。