基于电荷泵的压电致动器迟滞非线性改善研究北大核心CSCD

压电致动器在精密定位、微纳米测量等领域得到了广泛的应用,然而迟滞和非线性现象严重影响了其定位精度和性能。虽然电荷驱动的方法可以降低大部分迟滞,但仍存在较为明显的残余迟滞,尤其是电压工作范围较大时,压电致动器的迟滞呈现增大的趋势。基于残余迟滞的分析和计算,提出了一种用于电荷泵驱动的残余迟滞改进方法,研究了校正参数的推导方法,改善了经典电荷泵驱动的迟滞非线性。通过实验发现,在驱动电压范围为0~100 V、驱动频率为0.1~2 Hz时,相比经典电荷泵驱动的2.79%迟滞,改进后的电荷泵驱动方法可以将迟滞进一步降低至0.47%以下,比经典的电荷泵驱动方法降低了83%左右。所提方法在精密测量等领域具有较好的应用价值。     

基于最小包容区域的球度误差评定方法

针对球度误差评定方法存在原理误差或模型误差,提出了一种符合最小包容区域定义的球度误差评定方法,即将几何搜索逼近算法与基于最小包容区域法的球度误差评定的几何结构和定义结合起来的准确评定方法。对仿真数据和其他文献中的数据进行了评定。所提方法与其他方法的评定结果表明,所提方法可以准确地找到最小包容区域球的球心并给出球度误差的精确解。     

经典控制理论在液压传动系统设计中的应用

以液压传动系统中的基本液压回路为例,对其进行建模、动态分析及利用Simulink软件包进行可视化仿真,介绍了经典控制理论在液压系统设计中的应用。通过动态特性仿真,检验所设计的系统性能是否满足预期要求,以寻求最优参数提高其动态特性,为一些昂贵的液压产品设计提供一种较好的方法。     

接受-拒绝算法的贝叶斯不确定度评定

针对贝叶斯不确定度评定中获取测量模型后验分布困难的问题,给出一种基于接受-拒绝采样思想实现贝叶斯测量不确定度评定的方法。面向线性/非线性测量模型,先利用贝叶斯假设或蒙特卡洛法获得被测量的先验信息,再基于接受-拒绝采样获得被测量的接受采样点形成后验分布,对被测量进行统计推断得到测量不确定度评定结果。通过规范示例和实际测量评定实例,验证了采用接受-拒绝算法的贝叶斯不确定度评定方法相较于传统GUM和MCM评定方法,能够得到可靠评定结果,且获取贝叶斯后验分布过程简便,在无/有历史信息条件下测量不确定度评定应用中具有可行性和实用性。     

基于Pro／E的平面机构设计与运动学分析

Pro／E作为一种常用的计算机辅助设计软件,在机械设计。工业设计等领域应用广泛。但它的广泛应用主要在三维建模方面,平面辅助设计功能往往被人所忽视。文中引用实例论述Pro/E在平面机构设计和运动学分析中的独特应用。     

介绍两种新型轮廓仪

介绍了电容式及电桥式两种新型的轮廓仪，重点介绍了其结构与工作原理，由于其操作方便，价格低廉，具有较好的精度，因而有较大的推广价值和应用前景。     

基于最小包容区域法的圆度误差评定方法

圆度误差的准确评定对轴和孔类零件的质量评判有很重要的意义。针对目前常用的圆度误差评定方法存在原理误差或模型误差的问题,提出一种完全符合最小包容区域法定义的圆度误差评定方法。该方法将区域搜索算法和圆度误差最小包容区域法评定的几何结构相结合,利用区域搜索算法确定准圆心,再根据准圆心位置和几何结构,对其进行判断和调整,最终找到准确的最小包容区域圆心,并给出最小包容区域圆度误差的精确解。构造多组仿真数据,利用此方法的评定结果与预设值相比较,证明了该方法的有效性和正确性;并利用该方法对其他文献中的数据进行评定与比较,数据处理的结果进一步显示了该方法的评定结果精确可靠,稳定性好,且效率高,可以有效地克服现有圆度误差评定方法难以找到准确最小包容区域圆心的缺陷。     

面向自动控制原理课程教学的仿真软件开发

“自动控制原理”课程内容抽象，教学难度大。为提高教学质量，开发了面向“自动控制原理”课程教学的仿真软件。基于Matlab GUI开发平台，通过编写算法实现了控制系统的时域、根轨迹和频率响应分析等典型功能，开发了典型工程控制案例“直流调速系统”，通过可视化界面帮助学生理解经典控制理论在实际工程中的应用。该仿真软件使复杂的理论教学变得简单、直观，极大提高了课堂教学效率与教学质量。     

一种新的大行程垂直纳米运动工作台设计与控制研究

在大行程高精度垂直运动中,工作台的设计及稳定控制是关键因素。因此设计一种新型的具有平衡机构的工作台,以实现垂直方向上大行程纳米稳定运动。所研究工作台采用N331压电直线电机独立驱动,通过空气静态导轨悬浮,设计Z轴平衡系统降低垂直向电机驱动负载。利用步进控制方式完成大行程驱动,模拟方式实现微位移精密驱动控制。所提出的驱动与控制策略,可实现100 mm垂直方向上高精度快速精密驱动。另Z向也可实现纳米步进模式与模拟模式的复合控制。在全行程100 mm的范围内定位波动可限制在±9 nm内。通过验证实验,本运动工作台可适用于微纳米三坐标测量机、微光刻和微加工应用的驱动与控制任务。