摘要：为揭示由于刻蚀加工误差导致的梳齿倾斜角度对多自由度微陀螺动态性能的影响机理,以一类四自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,分析了线性及静电力非线性工况下梳齿倾斜角度对微陀螺动力学特性的影响。研究结果表明,微陀螺在线性系统内工作时,梳齿倾斜角会导致微陀螺系统出现共振频率偏移,并造成灵敏度大幅下降,但对带宽基本没有影响。当在静电力非线性系统内工作时,梳齿倾斜角对系统响应有刚度硬化作用,可在一定程度上抵消静电力非线性的影响;硬化作用先随梳齿倾斜角的增加而增加,到达峰值后随刻蚀误差的增加而减小,即存在最佳梳齿倾斜角度以抵消静电力非线性的影响。上述研究成果为控制或利用刻蚀误差的影响提供了理论依据。

摘要：为揭示多自由度微陀螺非线性系统中速度反馈项对系统动力学特性的影响规律,探索减小或消除非线性影响的控制方法,以一类4自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,应用多尺度法分析了时滞速度反馈控制反馈增益对微陀螺输出响应的影响规律。研究发现:时滞量为零的条件下,反馈增益主要影响幅值大小;正的速度反馈增益会放大非线性的影响,系统出现新的不稳定区域,灵敏度稳定性遭到严重破坏;负的速度反馈增益对刚度非线性的影响有很好的控制作用,通过负增益的合理取值可完全消除刚度非线性的影响;提出了一种在不降低灵敏度的前提下利用速度反馈增益调阻作用来控制微陀螺灵敏度稳定性的方法,此方法为含刚度非线性多自由度微陀螺动态性能的优化和控制提供了理论依据。

摘要：为揭示多自由度微陀螺非线性系统中位移反馈项对系统动力学特性的影响规律,探索对非线性的控制方法,以一类四自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,采用多尺度法对微陀螺受控系统在频域和时域中的动力学特性进行了分析。研究发现:时滞量为整周期或半周期时反馈增益可有效的对系统共振频率进行调节;时滞量为四分之一或四分之三周期时,反馈增益主要影响幅值大小,共振频率基本保持不变;反馈控制参数选取得当可消除非线性引起的多稳态解,增加陀螺的灵敏度稳定性,选取不当会导致系统出现复杂的概周期运动使灵敏度稳定性遭到破坏。

摘要：为揭示静电力非线性及刚度非线性综合作用下多自由度微陀螺的静态特性,以一类四自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,用Hamilton原理分析了微陀螺在静电力及刚度非线性综合作用下的静态性.系统静态特性对偏置电压的敏感性随着刚度非线性的加强而增加,随着直流偏置电压的增大,非零非稳定平衡点逐渐向零稳定平衡点靠近,同速轨道消失异速轨道转化为同速轨道,当直流偏置电压超过某一临界值时整个相空间中均为不稳定流形,吸合行为发生.

摘要：针对国内外爬楼装置存在的结构复杂、系统稳定性与安全性差等问题,提出了一款可用于载人/物绿色的爬楼装置研究原型,进而围绕装置爬楼的平稳性、安全性、高效性、驱动自适应性等关键问题开展优化研究工作。通过SOLIDWORKS进行了整体结构模块化设计;在ANSYS中对系统的关键零部件进行了有限元分析与有效力学结构优化;利用SOLIDWORKS Motion插件实现了爬楼过程中质心运动轨迹稳定性仿真。分析结果验证了该装置爬行系统的合理有效性。