摘要：针对微显示器分辨率、刷新率低,显示运动画面时产生动态假轮廓等成像问题,通过分析超像素技术的特性及驱动原理,结合数字驱动方式,提出数字驱动型超像素扫描策略。利用人眼的积分特性和视觉暂留特性,通过帧与帧之间在时间上切换,空间上偏移的方式,降低数据传输带宽,改善动态假轮廓现象,提升显示器成像效果。结合超像素技术设计一款数字驱动型超像素微显示控制器,并在分辨率为2048×2048的全彩硅基OLED微显示器上验证其可行性。仿真分析结果表明,基于超像素的数字驱动扫描策略在分辨率主观感知不变的条件下,数据传输带宽减少50%。利用最小可察觉失真积分法进行评估,超像素扫描策略动态假轮廓等于0和不超过8灰度的概率分别约为93.3%和99.3%,成像质量有较大提升。

摘要：精确计算气隙磁场是设计和分析永磁电机的关键。Halbach阵列永磁电机具有良好的转矩输出特性。转子偏心会对永磁电机产生不良影响,准确获得其偏心气隙磁场分布具有重要意义。采用双曲余切变换解析计算Halbach阵列表贴式永磁电机转子偏心气隙磁场。该文建立了Halbach阵列定子开槽、转子偏心永磁电机二维模型。将同心解析模型分为三类子区域,利用各区域边界条件求解拉普拉斯方程和泊松方程,通过矢量磁位求得同心气隙磁场,利用相对磁导函数对其进行修正,从而获得偏心空载气隙磁场,对其进行研究,并利用回归评价指标进行评估。不同偏心率下气隙磁通密度、不平衡磁拉力、齿槽转矩的解析结果同有限元结果吻合,验证了该文解析模型的有效性和正确性。

摘要：设计出一款基于桥式放大机构的细长形非共振压电直线电机,该电机尺寸为29 mm×5 mm×3.5 mm,论述了其工作原理,建立了物理模型并基于能量守恒原理推导出位移放大机构放大倍数的数学模型,通过仿真和试验验证了数学模型的正确性。根据数学模型得出了影响电机力学性能的各种结构参数,进而对结构参数进行了优化,最后研制出优化后的样机,并对优化前后的样机力学性能进行试验对比。试验结果显示,当两个驱动信号相位差为90°时,电机的输出驱动力达到最大;优化后的电机在峰值驱动电压为140 V、偏置电压为70 V、保持力为2.2 N的情况下,电机空载最高转速从6.69 mm/s线性增加到7.67 mm/s,速度载荷特性比优化前有明显的提升。研究结果表明,通过建立正确的数学模型能有效分析出影响电机性能的关键结构参数,改进后的电机力学性能得到显著提升。

摘要：产品与供应链协同演进系统(product and supply chain synchronous evolution system,PSCSE)是一类复杂的分布式信息物理系统(cyber-physical system,CPS),含有大量的未建模动态与不确定性.剧烈的需求波动及突发的网络事件,使系统结构参数极易发生变化.产品设计变更是维持PSCSES稳定、满足用户需求及保证经济效益的重要手段.本文研究基于分布式CPS的PSCSES在受到DoS攻击下的应急变更控制问题.首先,针对PSCSES在网络攻击下数据包丢失问题,利用每条子链的历史数据设计基于循环神经网络(recurrent neural network,RNN)的预测器以弥补因网络攻击造成的库存数据丢失;其次,利用博弈论思想将H∞一致性控制问题转化为多人零和图博弈问题,提出一种应急变更补偿机制;进而基于Q-learning的策略迭代技术设计了模型未知的控制器求解算法,实现了系统的库存状态H∞一致性.最后,仿真实验验证了所提方法的有效性.

摘要：针对超高清硅基微显示器对接口电路高信号带宽的要求,设计了一款20 Gbps的双环路低抖动时钟数据恢复电路。该电路工作在锁频环路时,锁定检测器控制电荷泵电流逐步减小,有效降低控制电压纹波,并采用LDO镜像结构抑制环形压控振荡器电源纹波及不同电源节点间的纹波串扰,减少环路噪声。测试结果表明,提出的微显示器架构和设计的CDR电路可实际应用于超高清硅基OLED微显示器,恢复出的20 Gbps数据峰峰值抖动为36.8 ps,捕获范围为17.4~21.7 GHz,功耗为43 mW。

摘要：在机器人钻削加工系统中,机器人姿态的变化影响整个加工系统的整体刚度,从而间接地对机器人钻削精度产生影响。因此,提出了一种通过机器人的布局和姿态优化来提高机器人刚度的方法。机器人钻削加工系统的布局通常是基于设计者的经验,而没有定量的选择标准。通过引入刚度性能评价指标,作为量化选择的依据,对机器人的布局和姿态之间的刚度耦合关系进行解耦。选用瑞利商作为刚度性能评价指标,对各布局点的性能进行评价,得到了机器人安装位置与刚度性能的关系。在选定布局的基础上,以刚度椭球切平面上最短轴的长度为优化目标,利用遗传算法对整个加工系统进行姿态优化。理论和数值仿真表明了该方法的有效性,结果表明,该优化方法能显著提高机器人的刚度性能。

摘要：单相驱动的超声电机由于其驱动电路简单、设计灵活、结构紧凑等优点,受到越来越多的关注。但单相驱动的超声电机主要以直线型电机为主,且工作模态一般为退化模态,存在能量利用率低、频率易漂移等缺点。此外,现有旋转型单相驱动的超声电机存在输出性能差、不易装夹等问题,严重制约了其应用。为解决上述问题,提出了一种新型单相驻波驱动的旋转型超声电机,通过单一工作模态实现对转子的摩擦驱动。该超声电机的定子主要由压电复合梁和带驱动齿的圆环构成,在两组压电陶瓷片的交替激励下分别产生两相工作模态,并通过两相工作模态相互切换实现电机的双向旋转运动。首先,采用有限元分析方法计算得到了超声电机定子的几何尺寸和两相工作模态(包括共振频率和振型)。其次,通过测振实验对定子原理样机进行了振动特性测试,得到了定子的幅频特性、振型和驱动齿的运动轨迹,并与仿真计算结果进行了比较,验证了仿真分析的正确性。最后,装配了旋转型超声电机原理样机,并开展了性能测试实验研究。结果表明:在300 V激励电压、1 N预压力的条件下,超声电机原理样机在两个工作模态下的最大转速分别为123.9 r/min (顺时针旋转)和450.9 r/min (逆时针旋转),最大扭矩分别为1.058 mN·m和2.534 mN·m。有限元分析结果和实验研究结果均验证了所提出的单相驻波驱动的旋转型超声电机结构设计的可行性和工作原理的正确性,并为后续同类型超声电机的设计提供了新思路。

摘要：从稳态和动态电流跟踪两方面出发,提出了风力发电系统中PWM逆变器交流侧电感设计的新方法。为了验证所设计的电感,在MATLAB下建立了风力发电系统中的PWM逆变器数学模型,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式和电网电压定向矢量控制策略。仿真结果表明:用该方法设计的电感能满足系统的要求。从而验证该方法的可行性和正确性。

摘要：压电堆具有反应速度快、能量密度高等特点被广泛应用于精密仪器的作动装置。然而,压电堆输出位移与驱动电压之间存在的迟滞效应会严重影响控制精度。为了补偿迟滞效应带来的影响,提升控制效果,提出了一种基于滑模变结构理论的类Luenberger迟滞观测器,观测器的设计不仅考虑到了模型中的不确定因素,还可在一定程度上减小外部扰动带来的影响。根据反步滑模控制理论设计了一个基于迟滞补偿系统的跟踪控制器,控制器在设计过程中考虑到了观测器的迟滞补偿误差,且具有一定的鲁棒性。通过仿真及试验验证,证明了所设计的控制系统能够良好地对压电堆实施跟踪控制,且控制效果优于传统控制器。

摘要：首先确定仿生眼的目标工作空间,根据其结构的特殊要求,将目标工作空间内最差性能指标作为优化对象,选取球面并联机构的结构参数.避免了将平均性能指标作为优化对象时可能出现某些姿态的性能较差甚至出现病态雅可比矩阵的情况;同时,只在目标工作空间而不是可达工作空间进行优化,既体现了优化范围的针对性,也避免了可达工作空间的计算.最终采用优化后参数设计的仿生眼实物符合设计要求.