摘要：为了提高空气静压轴承伺服系统的控制性能,这里基于模型参考自适应系统(MRAS)设计了辨识算法,并应用双链量子遗传算法(DCQGA)对自适应律的常数项及PI调节器参数进行了优化。仿真结果表明,与传统的遗传算法参数优化对比,辨识结果在合理的误差范围内,然而DCQGA算法表现出稳定的动态特性和全局搜索能力。因此,MRAS-DCQGA算法在保证辨识精度的情况下减轻了人工整定参数的工作量,具有重要的工程意义。

摘要：自抗扰控制器对于抑制不确定的扰动有良好的效果,但其控制器参数较多且整定困难。为了实现自适应的线性自抗扰控制器,对线性自抗扰控制器的参数整定策略展开了研究。首先,设计了基于观测误差的线性扩张观测器参数自适应整定算法。接着,设计了自抗扰控制器线性反馈环节的参数的自适应整定算法。最后,利用李雅普诺夫方法,证明上述自适应整定算法得到的参数可以保证扩张状态观测器的观测误差和被控系统最终输出误差都收敛至零。实验结果表明:精密气浮运动平台低速工况下,自适应线性自抗扰控制器的参数在0.8s内即可迅速完成整定计算;线性扩张观测器观测误差绝对值小于2nm;被控精密气浮运动平台的速度波动不大于5%。自适应线性自抗扰控制器实现了控制器参数在线整定,控制器的性能表现满足要求。

摘要：设计了一种以压电双层膜为基本结构,通过惯性冲击原理达到运动驱动目的的管内移动机器人。该机器人主要由一个典型的压电双层膜结构和惯性质量串联构成。工作时,压电双层膜的变形由惯性冲击转化为整体结构的直线位移。从理论上分析了惯性冲击原理的核心问题:惯性冲击力与管壁和机器人之间摩擦力的关系,并通过MATLAB和AN-SYS等软件对整个系统的动态响应做了仿真。相关的验证表明,所设计的管内移动机器人运动步长可以达到0.15μm,具有精密运动和高效率的优点,可以在工业中广泛应用。

摘要：对磁性联轴器的国内外研究现状做了评述,建立了实用的优化设计评判指标和数学模型。改进了等效磁荷法,从求解效率和求解精度两方面将其与改进前的等效磁荷法、片电流方法和三维有限元法进行了比较。将正交实验法引入优化过程中,提出了一种实用的磁性联轴器优化设计方案。求解结果表明:等效磁荷法的求解时间和精度较不稳定,改进的等效磁荷法的求解精度比原方法提高了约5%,求解效率提高了约55%。片电流法求解效率极高,但精度较低。三维有限元的求解精度较稳定,误差约为5%,但求解效率较低,求解每组模型需花费约9 min的时间。通过正交实验法,仅需使用9组分析模型即可获得适合的初始参数值,结合标准的最优值搜索技术可方便获得多组最优参数设计值。该方案可满足磁性联轴器优化设计的稳定可靠、精度高、方便实用等要求。

摘要：为了解决音圈电机驱动的快速反射镜在大行程运动中电机动子和定子碰撞的问题,设计了新型的快速反射镜柔性机构,即采用柔性解耦机构来消除电机动子的横向位移。针对快速反射镜在大行程运动中由于力-位移的非线性特性而导致的共振频率随位置而变化的问题,设计了变值陷波滤波器来消除随位置变化而改变的共振模态的影响,并通过比例积分控制器实现闭环控制。与常值陷波滤波器相比,变值陷波滤波器的共振频率为快速反射镜运动位置的函数。通过有限元分析和实验比较了采用常值和变值陷波滤波器时快速反射镜的带宽性能。实验结果表明,采用常值陷波滤波器时,当系统的运动位置小于15.2 mrad时,快速反射镜沿θ_x和θ_y轴的带宽分别在95 Hz和110 Hz左右;当系统运动到18.2 mrad时,θ_x和θ_y轴的带宽分别骤降为47.92 Hz和57.1 Hz。采用变值陷波滤波器时,快速反射镜沿θ_x和θ_y轴的带宽基本稳定在95 Hz和110 Hz,说明了在运动行程较大的快速反射镜系统中设计变值陷波滤波器的必要性和有效性。

摘要：为了提高超精密角度计量转台的测量精度,对转台所用编码器分度误差与细分误差的校准展开研究。首先,介绍了转台的结构,设计了方便进行相互比对的双角度编码器测角系统并描述了其多读数头布置方式。然后,基于直接比较法与自校准法进行了双编码器分度误差的快速、高精度校准。最后,借助精密电容式位移传感器测量系统,利用比较法检测了两套编码器各读数头的单信号周期测量误差。校准结果显示采用双读数头均布的第一套编码器的分度误差为±0.27″,细分误差在±0.1″以内;基于四读数头均布方式进行测量的第二套编码器分度误差为±0.17″,细分误差在±0.2″以内;两套编码器的测量精度皆为亚角秒级。双编码器相互比对的校准方式有助于对转台的测角误差进行全面、准确地评估。

摘要：研制了一种新型埋入式曲率光纤传感器,以结构的曲率变形对传感器的输出光强实现强度调制。提出了该传感器的传感机理,对传感器的结构作了改进。将此传感器埋入树脂基复合材料板内部,测量板的弯曲变形。设计了一种智能结构中光纤出口和入口处的新型结构和保护方法。利用此曲率传感器组成准分布式传感系统检测智能结构的形状变化,重建智能结构的形状。

摘要：根据光刻机光场均匀性校正器的定位控制特点,设计了阵列式音圈电机定位控制系统,提出了复合非线性反馈(CNF)结合干扰观测器(DOB)的控制算法。根据设计的控制系统物理模型,完成算法设计与仿真比较,并在实验装置中实现定位控制。仿真和实验结果表明,阵列式音圈电机定位控制系统和控制算法能够满足实际需求,且能抑制外界扰动,具有响应速度快、超调量低、定位精度高和鲁棒性强等优点。

摘要：提出了一种基于数字信号处理器的线性可变差动变压器LVDT(linear variabledifferential transformer)解码方案,设计了解码器的硬件系统和软件系统。其中采用脉宽调制技术PWM(pulse width modulation)产生LVDT的激励信号,应用Goertzel算法进行实时数字信号处理,采用黄金分割算法优化BP神经网络结构实现LVDT零点附件的非线性补偿,使用程控放大器实现非线性部分的高分辨率测量。系统克服了基于模拟电路的LVDT解码电路存在的老化、零漂等问题。最后,通过实验验证了解码系统的可行性,实现了LVDT零点附件的线性化。

摘要：针对机器人机构的特点,将结构动力学中的固定界面子结构模态综合法与有限单元法相结合,进行了并联弹性连杆机器人机构的动力学分析,设计了一种新型两自由度高速精密平面并联机器人.通过数值仿真,计算出并联弹性连杆机器人机构的动态响应、固有频率及其对应的模态阻尼,并与实验样机的实测结果进行比较,表明了该方法的有效性.