微制造平台隔振系统仿生设计

在分析啄木鸟头部独特生物构造及其隔振机理的基础上，运用仿生学原理，采用主动隔振与被动隔振相结合的技术，建立了以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器为主动隔振元件的微制造平台六自由度仿生隔振系统及其结构模型。实验结果表明，该隔振系统具有很好的隔振效果。     

机器人化柔性三坐标测量机的设计与研究

针对三坐标测量机无法实现大型零件测量和现场测量的问题,开展机器人化柔性测量机的研究工作,分析了其基本工作原理与坐标计算算法,从硬件和软件方面进行了柔性三坐标测量机的设计,并运用MATLAB仿真对理论算法进行了验证.     

自由曲面的测量、建模、加工一体化过程研究

本文以一个鼠标模型为例，介绍了自由曲面的测量、建模、加工一体化过程，对一体化过程的各个步骤进行了研究为实现逆向工程集成化奠定了基础。     

微流体芯片中流体温度软测试技术研究

在微流体芯片的众多应用研究领域中,如微反应器、PCR扩增、微流体驱动和控制等,微流体芯片中的流体温度和热量控制是一个非常关键的因素,为此国内外学者在微流体芯片温度测试和热控制方面进行了大量的研究.不管采用何种加热方式,加热板或者是芯片本身,都不能代表微流体芯片中流体本身的温度.本文提出一种微流体芯片中流体温度软测试技术,核心是利用比较容易测量的辅助变量(流体周围的芯片温度)来推断不可测的流体温度变量.通过构造辅助变量与流体温度变量数学映射关系,实现对流体温度的在线估计.根据微流体芯片中微流体传热机理分析,建立了微流体温度软测试数学模型,并用模拟试验验证了模型的正确性.     

基于压电驱动器的微动平台开环精密定位控制研究

针对压电驱动器的非线性和迟滞特性,首先介绍了一种基于迭代学习控制的压电驱动器的快速电压/位移线性化方法,利用此方法所得的线性化数据对二维微动平台进行了开环精密定位控制;然后介绍了采用改进的Preisach模型对压电驱动器的迟滞特性进行建模的方法,并利用此模型也进行了开环精密定位控制研究。试验结果表明,两种方法均能达到亚微米级的开环定位精度,且前者定位精度稍优于后者,但是当控制序列发生转折时,前者必须先回到零电压或者饱和控制电压,才能进行下一次定位控制,而后者可以实现任意序列的连续控制。     

基于可拓学模型的大批量定制实施方法分析

简要阐述了当前企业环境的特点，分析了大批量定制及其可拓学模型；然后，从可拓学中的可拓工程出发，以“系列化”、“变型结构设计”和“变型工艺设计”为例，说明了可拓学在实施大批量定制中的应用，为企业寻找新的、有效的大批量定制实施方法提供料新的思路和工具。     

机床温控仪开发及控制算法研究

机床热态精度是实现现代高精度加工技术的关键问题。研究机床温度控制是提高和稳定机床热态精度的重要课题。作者新研制的以单片机为核心的机床温控仪,具有成本低、功能多、抗干扰能力强的特点,且易实现不同控制算法。结合高精度机床温度监控试验,作者提出了变增益双模控制算法,克服了参数不易调定的困难,较好地解决了机床温度控制过程中快速稳定和超调等矛盾。     

微制造平台微振动的最优控制

采用混合隔振技术建立了微制造平台隔振系统。该系统以空气弹簧和橡胶层作为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器作为主动隔振元件，并采用最优控制理论设计其主动控制器。研究了在不同的性能指标加权阵的情况下，该主动振动控制系统对基础干扰和由微制造设备产生的直接干扰所引起的微制造平台振动的控制效果。研究表明性能指标加权阵对振动控制效果影响非常大。通过大量的仿真实验确定了一组性能指标加权阵，使所设计的主动控制系统能在较宽的频率范围对基础干扰和直接干扰所引起的微制造平台振动进行有效的控制。     

高速加工中速度前瞻控制新算法研究

为了避免在高速加工中高曲率轮廓导致的工件过切和机床的异常振动，提出了一种实时的速度前瞻软件控制新算法.该算法基于S型加减速方案，通过采用三次样条曲线拟合对离散加工路径的分析发现高曲率点，根据加减速特性预估高曲率点处的最优速度，最后对加工路径施加相应的运动学曲线规划，实现了加工速度自适应于加工路径的变化.应用该算法使得加工速度变化平稳，较之传统控制方法大大提高了加工效率.