基于均匀磁场标定的微动力测试平台研究

针对微纳卫星的微动力测量问题,设计了一种可对mN级微动力进行测试与分析的扭摆型微动力测试平台;基于电磁力法,采用通电导线和电磁铁组合的方式设计了该测试平台的关键装置--微小标定力产生装置。利用高精度电子天平和激光位移传感器对微动力测试平台进行了静态标定,并通过对导线在磁场中不同位置进行标定实验,得到重复性误差为0.264%,验证了均匀磁场标定的可行性;采用阶跃响应法对测试平台的系统参数进行了标定,最后对微动力测试平台的不确定度和标定方法带来的误差进行了分析。结果表明,该测试平台的测量范围为1~400 mN,分辨率约为1 mN,静态标定的不确定度为8.41 mN,标定方法误差为0.84%,误差较小,能为微动力测量提供一定的技术参考。

新型破碎设备──外动颚匀摆颚式破碎机

本文介绍一种新型破碎设备──外动颚匀摆颚式破碎机，它改变了颚式破碎机的传统设计，获得了理想的动颚运动轨迹，文中记述这种新型破碎设备的机构原理、结构特点。

一级直线倒立摆匀速行走的模糊控制研究与实现

当前针对倒立摆的研究一般是把角度控制或者位置控制作为控制目标,很少着眼于速度控制,有鉴于此,设计了一种简单的模糊控制器,应用于一级直线倒立摆的匀速行走控制中;仿真实验和实物实时控制实验均验证了该控制器的有效性,对于设定的速度整定值,通过调整几个比例环节的系数,系统具有很好的动态性能指标,而且控制器在有外界扰动时体现了很好的抗扰性;考虑到实际物理系统中倒立摆行程的限制,设计的自动换向开关实现了倒立摆在一段给定的行程上匀速来回行走的控制目标,通过手动切换开关也能实现倒立摆的位置控制。

自平衡机械系统匀速行走模糊控制

针对自平衡机械系统的研究很少着眼于速度控制,设计一种简单的模糊控制器,应用于一级直线倒立摆的匀速行走控制中。对于设定的速度整定值,通过调整几个比例环节的系数,系统具有很好的动态性能指标,而且控制器在有外界扰动时体现了很好的抗扰能力。考虑到实际物理系统中倒立摆行程的限制,设计的自动切换开关实现了倒立摆在一段给定的行程上匀速来回行走的控制目标,通过手动切换开关也能实现倒立摆的位置控制,因而使得该模糊控制器能完成平衡控制、位置控制、匀速行走控制。经多次试验,给出了比例环节系数大小调整与系统动态性能指标之间关系的大致规律,实验结果验证了该控制器的有效性。

单摆振动实验数字化演示的定量分析

单摆振动实验的数字化传输和演示是实验教学中的一个值得讨论的基本问题.当前单摆振动实验的研究以定性建立理论模型为主,只能得到单摆振动的示意图像,且实验效果不好.本文针对当前的单摆振动实验进行改进,并通过定量计算,给出较精确的实验设计要求,得到了很好的实验效果,为该实验提供完善的理论依据和技术指导.除此之外,本文提出的实验方案不仅适用于单摆的简谐振动还适用于各种阻尼振动.

外动颚匀摆破碎机运动仿真分析

通过Visual Nastran(VN)建立外动颚匀摆破碎机的仿真模型,分析破碎机的运动过程。从仿真模型获得了动颚边板上任意10点的运动轨迹和动颚肘板的运动轨迹,与理论模型的运动比较,仿真模型能够很好地反映理论模型的运动特性,仿真模型的约束真实地反映了理论模型的约束。仿真模型约束的建立对后续动力学分析的约束建立有着非常重要的指导意义。

悬挂点匀速运动下弹簧摆的研究

文章利用拉格朗日方程建立了弹簧摆运动的动力学方程,并运用Matlab软件进行数字模拟,描绘了悬挂点做匀速运动时弹簧摆坐标随时间变化的演化曲线、运动轨迹、运动相图,分析了其运动情况,得出了更为直观的运动规律。该研究有一定的理论意义和实际价值。

弹簧摆在匀强磁场中的运动分析

针对带有电荷的弹簧摆施加在竖直方向的匀强磁场的背景下,通过牛顿力学的方法得到了其运动学方程,从而发现其摆动平面在不停的进行旋转.同时按照初始条件的不同,将其在水平方向上的运动学方程化简为不同的曲线方程,进而得到了其运动的轨迹特征.

基于压力分布的环摆式双面抛光去除均匀性研究

构建了一种基于速度和压力分布模型的材料去除量分布计算模型。建立了环摆式双面抛光的有限元模型,对5种半径的上抛光盘在不同加工压力下与元件接触面的压力分布进行分析,通过拟合得到压力分布特性模型。根据Preston方程,将压力分布模型与速度分布模型耦合,得到材料去除量分布计算模型。通过模拟加工计算,研究加工压力和上抛光盘尺寸对去除量分布及均匀性的影响,发现去除量分布主要受上抛光盘尺寸和摆动距离的影响,去除均匀性主要受加工压力的影响。通过加工实验,对所得到的材料去除量分布计算模型的准确性进行验证,并研究了加工压力和上盘尺寸对材料去除量分布及均匀性的影响。实验结果表明,上抛光盘的直径越大,则加工压力越小,材料去除的均匀性越好。基于去除量分布预测模型,利用得到的规律指导实际加工,选取初始表面面型峰谷(PV)值为2.09λ(λ=632.8 nm)、均方根(RMS)值为0.464λ的熔石英样件,通过材料去除量预测模型得到工艺参数的最优解。加工后元件表面面型PV值降至0.85λ,RMS值降至0.137λ。所提模型将元件表面PV值降低到λ以下的时间缩短至原来的50%,实现了元件表面面型的快速收敛。

基于均匀设计的张量积分布补偿控制系统设计

现有的张量积分布补偿控制方法计算负荷会随着变参数维数的增加而迅速增大,这使得该方法在中高维LPV系统上的应用受到限制.针对此问题,提出一种基于均匀设计的张量积分布补偿控制方法,该方法通过均匀设计获取LPV系统的离散张量,使离散数据与变参数维数弱相关.仿真结果表明,基于均匀设计的张量积分布补偿控制可以在控制效果基本不变的情况下,有效降低控制算法的计算负荷.

基片摆动对磁控溅射膜厚均匀性的影响研究

研究了基片摆动和基片自转的磁控溅射系统中基片摆动角振幅和基片自转角速度对磁控溅射膜厚均匀性的影响。在理论分析的基础上,进行了铜膜溅射实验,实验结果和理论分析符合,在摆动角振幅为π/3弧度,自转角速度为π弧度/秒的条件下,于4英寸硅基片上得到了±5.6%的膜厚均匀性。

基于环摆式双面抛光法加工预测模型的去除均匀性研究

针对环摆式双面抛光难以建立稳定去除函数并进行加工面型预测这一问题,提出了基于磨粒运动学的环摆式双面抛光加工预测模型,并通过预测模型分析不同参数影响下元件表面去除均匀性,针对不同特征面型给出优化策略以指导加工实验。首先,根据环摆式双面抛光机理,探究了环摆式双面抛光中影响去除均匀性的主要因素,提出了元件上、下表面磨粒运动学模型,结合Preston方程给出了基于磨粒运动学的环摆式双面抛光去除均匀性预测模型。根据实际加工工况,分析了不同抛光均匀性影响因素下的磨粒轨迹分布与抛光去除非均匀性,最后通过加工实验验证环摆式双面抛光加工预测模型。实验结果表明:环摆式双面抛光加工预测模型的预测结果与实际加工结果基本吻合,其面型去除特征相同。元件上表面是元件去除非均匀性的主要来源,通过改变中心偏心距、径向摆动距离等参数能改变元件上表面的去除非均匀性,从而影响元件整体面型特征,并实现基于预测模型指导下元件表面面型的快速收敛。