基于干扰观测器的非轴对称表面零件加工快速刀具伺服控制方法

非轴对称表面零件具有复杂的表面形状,刀具控制过程中难以应对加工过程中的等效干扰,使得加工精度不高。针对上述问题,提出基于干扰观测器的非轴对称表面零件加工快速刀具伺服控制方法。基于快速伺服刀具动态行为分析结果,干扰观测器计算等效干扰并以此得出扰动补偿量。以扰动补偿量和动态行为分析为基础,分别设计等效控制律和切换控制律,通过增量滑模控制器实现非轴对称表面零件加工快速刀具伺服控制。实验结果表明,所研究方法刀具伺服控制边界与监控边界高度重合,且跟踪偏移量数值为±0.02μm,具备更高的加工精度和跟踪稳定性能。

非轴对称光学表面加工技术基础研究

根据非轴对称光学表面的特点，在经过改造的金刚石车床上附加了一个快速伺服刀架，用来完成刀具的高速轴向进给运动，实现了非轴对称光学表面的加工．介绍了快速伺服刀架的动态特性；研究了与之相适应的高速数字控制系统及控制方法，介绍了初步的实验结果．

非轴对称光学表面超精密加工若干关键技术

由于非轴对称光学表面形状复杂、精度要求高，采用前馈控制法对快速伺服刀架的位置进行了补偿； 通过建立最小安装角数学模型，解决了单直线刃金刚石刀具切削非轴对称光学表面的干涉问题；提出了一种新的控制方法：查表－实时计算控制法，既节省了内存又缩短了计算时间．

压电陶瓷补偿器在非轴对称光学表面加工中的应用

金刚石车削非轴对称光学表面,要求车刀在轴向能作高速微位移运动。一般的位移驱动装置很难满足上述要求。本文用压电陶瓷补偿器作为刀具的微位移驱动装置,实现了非轴对称光学表面的金刚石车削加工,并获得了满意的效果。

轴对称粗糙圆杆的扭转变形

本文旨在研究轴对称表面粗糙圆杆的扭转变形。通过微元法,推导了轴对称表面粗糙圆杆的控制微分方程。结合摄动法和离散傅里叶变换,获得了粗糙圆杆的扭转角摄动解。对比典型粗糙圆杆的材料力学解析解或有限元解,验证了本文摄动解的有效性。通过系统计算,探究了粗糙面的统计参数对于扭转角的影响规律并建立了经验公式。本文的研究成果拓展了材料力学中扭转问题解的范围,并为数学物理方法提供了具体的力学实践。

UMAC时基控制原理及其在非轴对称微结构表面切削中的应用

针对非轴对称微结构表面加工的实时性要求,采用压电陶瓷驱动的快速伺服刀架(FTS)作为微进给机构,实现刀具沿z向高频响、短行程的快速精密进刀运动,并构建了基于UMAC多轴运动控制器的微结构车削数控系统。应用UMAC的时基控制功能实现快速伺服刀架(FTS)进给与主轴转角θ的同步,来完成非轴对称微结构表面的加工。

基于FTS的非轴对称微结构表面超精密切削系统研究

介绍了基于快速伺服刀架(FTS)的微结构表面超精密金刚石车削加工系统,并利用该系统成功实现了典型非轴对称结构正弦网格表面的加工。作为FTS的驱动元部件,压电陶瓷微位移驱动器的迟滞、蠕变非线性特性大大影响了系统的动态性能与加工精度。因此,建立了基于拓展输入空间法的FTS神经网络逆模型,并结合PID反馈控制,实现了FTS的闭环控制。实验结果表明,该控制策略可以有效提高FTS的动态性能,其跟踪误差小于150nm,为微结构表面的加工提供了可靠的保证。

Surface Distribution of Topological Defects on Axisymmetric

We propose a general method of deterrnining the distribution of topological defects on axisymmetric surface, and study the distribution of topological defects on biconcave-discoid surface, which is the geometric configuration of red blood cell. There are three most possible cases of the distribution of the topological defects on the biconcave surface： four defects charged with 1/2, two defects charged with ＋1, or one defect charged with 2. For the four defect charged with 1/2, they sit at the vertices of a square imbedded in the equator of biconcave surface.