摘要：温升是引起微动台精度和环境变化的重要因素,从热特性分析着手进行微动台优化设计是提高微动台性能的一条重要途径。论文提出了一种新型纳米精度六自由度微动台结构,给出了微动台的发热热源、定子线圈等效导热系数和自然对流及强制水冷条件下表面散热系数,建立了微动台三维温度场的数学模型。根据热传导理论,完成了微动台定子线圈稳态温度场的理论计算,并采用数值方法计算了微动台在自然对流和强制水冷条件下的三维温度场分布。根据计算和分析结果,完成了微动台冷却系统的设计。结果表明,采用强制水冷后,微动台动子温升不超过1℃,满足微动台工程设计要求。

摘要：研究目的:四轮独立驱动汽车四个车轮的电机转矩可以正、反向输出,有必要对其底盘集成控制系统进行针对性设计以保证各车轮间的协调运作。集成控制系统一般可以分为上层运动控制器和下层力分配器。对于运动控制器的设计,同类研究一般采用滑模控制方法来处理汽车运动的非线性特征,其中终端滑模控制因具有高的稳态精度和有限时间收敛的特点而成为研究热点。对于力分配器的设计,通常方法不能在保证运算效率的同时考虑到执行器的约束,从而很难应用于实际。本文采用终端滑模控制方法来设计运动控制器,通过分析驾驶员操作行为从而更好地追踪理想的车辆运动目标;并提出一种简单有效的转矩分配控制策略,通过考虑轮胎附着极限从而将运动总力分配至四个车轮上。创新要点:本文创新性地将终端滑模控制应用到底盘集成控制系统以实现车辆纵向、侧向及横摆运动的联合控制;本文提出了一种新颖的转矩分配控制策略,将复杂的有约束控制分配问题分解至若干个简单的无约束分配子问题。研究方法:本文采用分层式协调控制方案(图1),应用非奇异和全局快速终端滑模控制方法设计运动控制器,提出一种基于伪逆矩阵的有约束转矩分配策略,应用驾驶员最优预瞄加速度模型来描述和分析人-车闭环系统的运动响应,通过MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真对所设计的四轮独立驱动汽车转矩分配方法进行对比验证。所设定的三个仿真工况包括:开环方向盘角阶跃输入(图6、7及表2)、闭环双移线工况(图8–10)和闭环对开路面制动(图11–15),分别用以测试车辆横摆、侧向及纵向方向上的动力学响应。重要结论:本文提出的基于终端滑模控制的四轮独立驱动汽车转矩分配方法将车辆的稳态转向特性由不足转向转变为中性转向,驾驶员从而能更容易地操纵车辆而不需要对汽车的非线性响应做出额外的转向补偿。与此同时,该分配方法在不影响车辆侧向稳定性的前提下可以准确地响应驾驶员的加速/制动意图。仿真结果表明终端滑模控制器相比传统滑模控制方法在车辆纵向、侧向、横摆方向上的运动控制效果均有一定程度地提高,而有约束的力分配器更可以明显地提高车辆的操纵性和稳定性。综合评价表明,所提出的基于终端滑模控制的四轮独立驱动汽车转矩分配方法获得了最佳的控制性能,符合设计要求。

摘要：为了提高光刻机工件台中微动台的运动精度和加速度,设计了一种将支承和驱动在同一电磁单元中实现的新型Lorentz电机驱动、磁悬浮支承、并联、6自由度微动台结构,应用解析方法建立了微动台磁场模型和特定结构约束下的磁场分布。对微动台电磁力-位移特性进行了分析。采用数值方法计算了微动台电磁单元绕组损耗引起的温升。结果表明:该微动台具有驱动力大、结构简单、散热方便等优点,可为我国自主产权光刻机微动台设计提供参考。