串联式二维微定位平台的设计

设计了一种基于桥式放大原理的出串联式二维微定位平台,通过理论分析与实验数据相对比,对平台的刚度、输出位移、精度以及其固有频率进行了分析与验证。首先,根据桥式放大原理设计了单向的运动机构,将两个单向机构通过串联方式连接实现二维的独立运动。然后,对单向运动机构建立理论模型,求其等效刚度和理论固有频率。最后,通过有限元仿真和实验分析,对二维平台的输出性能和模态进行验证。实验结果表明:在低频率工作状态下(100Hz以内)二维平台的输出位移与输入电压成良好的正比例关系且两方向的输出性能相似,测得最小分辨步进位移(即精度)为50nm。     

精氨酸精制重结晶过程控制与优化

研究了L-精氨酸在无外加影响因素的条件下,结晶温度、结晶时间、搅拌速度及降温速度对L-精氨酸重结晶的影响。研究结果表明,在相同的条件下,L-精氨酸的结晶温度控制在60℃,结晶率可达88%以上;慢速搅拌有助于晶体的生成;采用在高温时快速冷却,待降至一定温度后,再慢速冷却降温,可以保证L-精氨酸结晶体的颗粒度较为均匀;L-精氨酸的结晶时间在5 h附近为宜。通过重结晶过程的控制和优化可以有效改善精氨酸的产品品质,进一步缩小与国际先进水平的产品品质差距。     

基于压电作动器的直线电机及其高效驱动

由于传统的压电作动器驱动易造成严重发热、波形欠佳以及处理速度要求较高等问题,本文提出了一种新型的基于压电作动器的非共振型直线电机及其驱动方式.为满足作动器大容性负载特性及其驱动器对高频率的需求,通过电路匹配分析,提出了直流升压变换器和谐振变换的驱动方案,设计了偏压电路使输出驱动波形满足作动器驱动电压的要求.采用傅里叶变...     

工作模态控制解耦的塔形直线超声电机

针对现有塔形超声电机无法相互独立控制法向和切向振动等实际应用问题,提出了一种工作模态控制解耦的塔形直线超声电机。塔形电机设计有两个非共面的正交工作模态,分别为用于独立控制法向振动的x-z面内对称振动模态以及用于独立控制切向振动的y-z面内弯振模态。相应设计了压电陶瓷片的极化布置方案,即塔形电机的压电陶瓷片分为A,B两相,其中A相用于激励x-z面内对称振动模态,B相用于激励y-z面内弯振模态。通过对电机A,B两相相互独立控制就可以实现两个非共面正交工作模态的控制解耦。实验表明,在解耦控制条件下,当A相电压固定为400Vp-p,B相电压在0~400Vp-p变化时,电机运行速度与B相电压成正比,最大运行速度为420mm/s,最小运行速度为23mm/s。     

一种高精度大行程2R1T并联定位平台

为了解决传统压电陶瓷驱动器所固有的高精度与大行程的矛盾,提出了一种新型可直接外力驱动的三自由度并联精密定位平台,利用压电直线电机直接驱动即可实现大行程与高精度定位。首先,分析了柔性铰链结构参数对其作动行程的影响机理,在此基础上设计了大行程圆柱柔性铰链,并对大行程圆柱柔性铰链的结构参数进行了模糊优化设计;接着,采用两个平移副和一个一体化、大行程圆柱形柔性铰链构建了并联分支链路,采用3条并联支路设计了2R1T并联精密定位平台,并通过坐标齐次变换方法构建了并联平台的运动学模型,推导出了并联平台位姿正反解;最后,对2R1T并联定位平台开展了实验研究。实验结果表明所设计的2R1T并联定位平台具有良好的运动同步性和重复性,利用压电直线电机的步进运动模式可实现精密定位,其平动定位分辨率为0. 09μm,转动定位分辨率分别为0. 8μrad、0. 9μrad和1. 0μrad;利用压电直线电机的连续运动模式可实现大行程空间定位,其平动工作行程为120 mm,转动工作行程分别为6. 18°、6. 74°和6. 58°。借助于压电直线电机的不同工作模式实现了并联平台的精密定位和大行程工作空间两个关键指标,为进一步研究2R1T并联机构的动态性能、精密定位及控制规律的实现等提供了重要的理论价值和实践基础。     

基于事故树方法的城市灰霾的致因机理分析：以天津市为例

近年来,以PM_2.5为特征的灰霾天气已成为中国许多城市极其严重的环境污染问题,对大气质量和人体健康具有严重的不良影响。由于煤炭在我国能源结构中占据主导地位,燃煤废气可能是导致灰霾污染的其中一个非常关键的影响因素。要进行大气污染防治,首先要对大气污染物的来源和致因机理进行研究。拟从系统方法论的新角度出发,以京津翼地区其中的代表城市天津为研究案例,探索将经典实用的事故树方法（FTA）应用在燃煤与灰霾的致因机理以及风险因子管理的新问题上。通过识别和辨明导致燃煤废气大量排放的直接和潜在原因,构建了“灰霾天气-燃煤废气过量排放”的事故树,基于最小割集、结构重要度、概率重要度以及临界重要度分析,定性、定量地评价了关键风险因子/事件对灰霾天气的贡献和影响。分析结果表明,能源结构不合理,没有合适可替代的清洁能源导致煤的大量燃烧是影响最大的关键风险因子。本工作可为灰霾天气的致因机理分析,风险因子防控以及管理提供一套科学有效的新思路和方法。     

多工作模式压电直线电机的设计与研究

提出了拥有多种工作模式的新型非共振式压电直线电机。对电机的核心部件定子结构进行了设计与建模,分析了其在3种工作模式(连续作动模式、交替步进模式以及单步作动模式)下的作动机理。对电机的布置形式、夹持机构以及预压力机构进行了设计与研究,利用有限元软件辅助分析了结构的机械强度。制作样机并分别在3种工作模式下进行了一系列实验。实验结果证明了多工作模式的可行性:在连续作动模式下施加电压为100V、频率为100Hz的正弦信号,电机输出速度为446.4μm/s;在交替步进作动模式下施加电压为100V、频率为100Hz的方波-三角波信号,电机输出速度为6 031μm/s;在单步作动模式下,电机作动单步步距小于同等条件下交替步进模式步距,当施加电压为30V、频率为1Hz脉冲信号时,其平均步距约为333.33nm。新型直线电机可以适应多种不同场合的工作需求。     

微型超声电机驱动及其优化研究

针对某微小型超声电机驱动要求,设计直流升压变换器,采用小型微控制器产生信号相位差90度的驱动信号.基于该微小型超声电机的电容性负载特性,采用RC放电回路设计了电机驱动电路,分析了驱动电路电压波形参数对驱动性能的影响,得到了最佳驱动电路参数.采用电路仿真软件对所设计的电路进行仿真验证.针对电机驱动电路工作中的低效率,进行...     

一种新型多定子直线型超声电机的研究

直线型超声电机具有可直接驱动、精度高、响应快、适用于真空环境等优点，但驱动力较小。为提高工作台的负载能力，该文提出并研制了一种多定子直线型超声电机。样机由两个定子和一个动子(与工作台台面相联)组成。定子是一个利用1阶纵振和2阶弯振、带双足的兰杰文振子，双足交替驱动。讨论了该电机的驱动机理，对定子的结构进行了优化设计，给出了定子、动子、工作台一体化的设计方案，并对电机的输出性能做了初步的实验研究。     

斜槽式模态转换型超声电机振动分析及性能

针对一种新型的模态转换型超声电机,提出了通过改变工作频率实现模态转换型超声电机正/反向转动的方法.利用通用有限元分析软件ANSYS对电机定子进行了模态分析和谐响应分析,仿真结果揭示了电机在不同工作频率下实现正/反向转动的原理以及影响电机正/反转的主要结构参数.根据分析结果设计制作的模态转换超声电机原理型样机可实现正/反转,正转频率为53150Hz,空载转速为852r/min,堵转力矩为0.2N·m;反转频率为60345Hz,空载转速为100r/min,堵转力矩为0.04N·m.