大型衍射光栅刻划机控制系统研究

介绍了大型高精度衍射光栅刻划机的机械结构及其控制系统设计,并针对具有复杂机械结构的控制系统研究了一种新的仿真方法.通过利用Pro/Mechanism模块中的Custom Load(定制负荷)插件实现控制算法,从而在虚拟样机上实现运动控制的仿真.采用这种方法,在光栅刻划机上进行了精定位控制仿真,并基于仿真结果进行控制方案优化,提高了控制系统的开发效率和控制方案的有效性.     

光栅刻划机刻划系统光机电集成优化方法研究

针对大面积衍射光栅刻划机在宏观尺度下进行微纳加工的工作特点以及纳米级刻线检测困难的问题,提出了一种光机电集成优化方法.此方法采用计算傅里叶光学和弦振动理论进行光栅刻线误差分析,结合振动实验及光学测量进行验证,最后采用智能优化方法对刻划系统进行结构参数优化.虚拟样机仿真结果表明,刻划系统的振动幅度降低了30%,验证了该集成优化方法的有效性.     

揭秘“精密机械之王”

大型光学系统及高端科学仪器对我国科学研究、国防安全、经济建设和社会民生等各领域的进步和发展具有极其重要的作用。其发展的重要趋势是:视场不断增大,分辨力不断提高,相应地要求光学元器件扩大口径和提高精度。而光栅是一类以机械刻划方式制造的具有宏观尺度的纳米精度周期性特种功能结构,是大型光学系统和科学仪器的核心光学元件,需要纳米级的加工精度和表面粗糙度,这不仅要求打破传统的光学精密机械制造原理及系统控制策略,实现纳米级的长行程超精密定位技术,还需要研究制造原理和质量控制的评价标准。传统的光栅制造技术及制造装备已经无法满足上述要求,严重制约了我国在这一领域的战略发展。因此,本文简要介绍了大面积光栅制造相关国家973计划项目的主要研究内容,重点介绍了为获得纳米刻线精度的大面积光栅而研制的具有新原理、新技术的大面积高精度光栅机械刻划系统。     

突变地形下的复合结构移动越障机器人运动学建模与仿真

移动越障机器人可以攀越突变障碍,实现野外环境下的灵活机动。和普通移动机器人在平坦表面上的运动不同,其在越障过程中具有独特的运动情况。提出了一种复合结构移动越障机器人,建立其越障状态下的逆运动学模型,对运动特性进行了解析,基于路径跟踪运动的仿真研究验证了该模型的有效性和正确性。     

汽车生产商在仿冒配件影响下的产量策略研究

研究了汽车售后配件市场出现仿冒配件时汽车生产商的产量策略.从机械加工工艺过程的质量控制体系分析不同批量的汽车配件产品的质量,并分析不同批量的配件产品的平均成本,结合正品和仿冒品的需求函数,建立正品商和仿冒品商的博弈模型.进行实例分析,得出正品商获得的单位利润、仿冒率和产量的关系,并说明当产量达到一定的水平后,进行车型换代给正品商带来的利润大于不换代的利润.最后将实例计算得出的结论和汽车市场上存在的实际情况做了比较.     

基于工作空间的机械手滑动控制

本文考察了机械手工作空间的滑动控制,提出了一种新的控制方法,此法不需求工作空间向关节空间的逆变换,而且可以用于冗余机械手及奇异位置的控制。等价控制输入由一简单的方程求解,便于实现计算机适时控制,通过对一个自由度机械手的仿真研究,证实了此法的可行法。     

基于有限元模态综合与结构鲁棒性分析的叉车方向盘怠速振动抑制

针对某型叉车方向盘怠速工况下的剧烈振动现象,运用有限元仿真方法对叉车方向盘总成进行参数化建模及有限元模态综合分析,结合现场实测模态试验找出叉车方向盘总成剧烈振动的原因;在对方向盘系统进行结构重设计时,充分考虑零部件加工误差对系统性能的影响,提出具有结构鲁棒性的结构重设计目标及相应的设计方案;运用有限元仿真与样机实测试验,验证所提出方向盘振动抑制方案的有效性;有限元仿真与样机试验测试结果表明,该型叉车方向盘在怠速工况下的振动得到有效抑制.     

基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究

针对设备布局影响制造系统的总体功效的问题,但同时遗传算法在实际应用中,出现早熟现象,爬山能力弱,等一系列缺点提出遗传禁忌混合搜索算法,该算法将遗传算法和禁忌搜索相结合,遗传算法的交叉算子中增加记忆功能,避免迂回搜索,以禁忌搜索作为遗传算法的变异算子。通过实例计算,证明遗传禁忌混合搜索算法是一种行之有效的算法,对解决设备布局这类组合优化问题具有实用价值。     

基于Matlab的机器金枪鱼巡游的动力学仿真

利用大摆幅细长体理论,结合水动力学理论、能量守恒原理及效率理论,并对经典叶素理论进行修正,研究仿生机器金枪鱼游动的力学机理。建立机器金枪鱼的运动学物理模型,推导出动力学方程和效率计算公式。通过MATLAB仿真软件数值求解动力学方程,获得机器金枪鱼的位移、速度和推进力随时间的变化关系。并进一步分析了仿生机器金枪鱼的运动学参数对游速、推进力和平均效率的影响,为如何提高水下推进器的游速、推进力和效率提出一些理论基础。