精密仪器的运动控制模型与实现

本文对精密仪器中的微型无刷永磁直流电机采用高精度、低成本的控制问题进行了分析,在对电机的数学模型的分析基础上,采用模型参数匹配设计方法,计算出基于PID控制参数,并给出其电路实现。

康复工程中的生物机械学研究

1人机一体化系统与生物机械学 任何机械的工作过程中都离不开与人的关系。早期简单机械必须有人力介入才能完成特定的工作。在有其他动力驱动的系统中，特别是蒸汽机、电动机等动力机械出现后，使简单机械与动力系统组成一个整体。

生物机械学研究在康复工程中的应用

本文介绍了生物机械学及其在与运动功能康复有关的康复工程中的应用。以实例的形式给出了生物机械学在大腿假肢使用者滑倒问题中的生物机械学研究及其应用。康复工程与许多学科有关,其中运动功能康复与生物机械学关联性很强。康复工程中的生物机械学研究包括人体运动的功能模型,人与机械系统的交互原理与方法,人机结合界面,机械与人体功能的相互影响,人机一体化系统的设计与性能评定。这些问题的研究为运动功能康复提供了理论、方法和技术支撑;反之,康复工程又是生物机械学的重要应用领域,康复工程的需求促进生物机械学的发展,并为其提供活力。

美国博士生培养模式的思考与借鉴——以机械学科为例

以美国佐治亚理工学院机械工程专业博士生教育为背景,对博士生的培养目标与方式、培养内容与基本要求、资格考试与开题、科研工作与论文答辩等诸多培养环节的分析和研究,为提高我国博士生教育质量提供了借鉴:应取消对学习年限的规定或延长学习年限;建立博士生和导师之间的双向选择与淘汰机制等。

含间隙铰的机械多体系统动力学模型

对四类间隙铰模型(连续接触模型、有限元模型、经典碰撞模型和接触变形模型)进行分析比较,给出了经典碰撞和接触变形模式的含间隙多体系统动力学模型。经典碰撞模式的动力学模型着重考察系统动力学的整体行为,不能预测碰撞过程中铰关节局部接触力的变化历程。接触变形模式的多体系统动力学模型考虑了碰撞体间的法向和切向接触力,以及阻力矩,能够求解系统运动过程中间隙铰轴销与孔体的碰撞力。采用间隙铰的非线性弹簧阻尼模型,研究了重力场及其方向性对空间可展机构动力学性能的影响。计算结果表明,无重力与有重力环境时含间隙可展机构动力学行为有较大地差别,重力作用使间隙铰内碰撞减弱。为了保证在地面试验中可靠地预测在太空展开性能,可展机构在地面试验时应采取重力补偿措施。

基于遗传算法的旋转机械转子裂纹识别的研究

转子裂纹是旋转机械中常见且危险的一种故障，转子裂纹的有效识别和定位也是故障诊断领域一直研究的课题。将转子裂纹的识别作为一反问题，从反问题的求解角度，提出了基于遗传算法的转子裂纹识别策略，该策略的基本思路是借助于有限元分析方法建立裂纹转子的有限元模型，并将转子裂纹识别问题形式化为一优化问题，进而利用遗传算法进行优化求解实现转子裂纹的识别。数值仿真研究表明，所提出的裂纹识别的反问题进化求解策略能以较好的精度和鲁棒性识别转子裂纹，是有效可行的，且适用于更广泛的无损检测和缺陷辨识等应用场合。

微机械陀螺仪温度特性及补偿算法研究

微机械陀螺是近代发展起来的一种角速率传感器,与传统陀螺仪相比,它具有体积小、重量轻、价格便宜等特点,但其性能受环境温度的改变影响很大。通过分析温度变化对微机械陀螺仪的影响,推导出陀螺输出、驱动轴相位与温度的关系,提出了一种无温度传感器的新型补偿算法,经温度实验补偿后的陀螺温度漂移减小到补偿前的5%,为微机械陀螺的性能改善提供了一种新的途径。

机械原理实验教学的改革与实践

文章分析了机械原理传统实验教学在新的教学模式下存在的问题，介绍了研究性实验的开设方式和教学效果，并对今后实验教学的改革提出了一些建议。

机械原理实验教学新体系

介绍了清华大学机械原理教学实验体系的建设思路及其建设情况.为了培养学生创新思维和现代综合设计能力,使学生掌握机构方案设计、实验方案设计、测试方法以及实现机械性能的途径,着重开展了设计型、综合型和研究性实验,通过这些实验环节的实施,提高了机械原理课程的教学效果.

机械制造领域测量技术的发展研究

介绍机械制造中测量学科的内涵和组成,指出测试计量技术是机械制造领域不可或缺的重要组成部分,是机械科学研究和先进制造的眼睛;机械制造中的应用和创新需求,决定着测量技术领域的主要研究内容和发展方向。随着近几年世界经济格局的变化和我国经济技术高速发展的趋势,测量技术的先进程度将成为我国未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。基于国际、国内机械制造领域测量技术近几年的发展和现状分析,就目前我国机械制造中测量技术发展的特点,预测今后几年机械制造领域测量技术的研究热点和发展趋势。对机械制造中测量技术领域国家应重点发展、支持的方向提出建议。

基于Wigner高阶谱的机械故障诊断的研究

Wigner高阶谱是Wigner-ville分布到高阶矩谱域的扩展,可同时从时域和频域描述信号的高阶谱特征,是分析时变的非高斯信号的有力工具。将Wigner高阶谱应用到机械故障诊断中,研究了交叉干扰项的消除和抑噪能力。仿真和试验结果表明该方法是有效的,得到了一些有价值的结论。

机类机械制图新课程体系的研究及实践

在清华大学985一期精品课建设项目的支持下,探讨了研究型大学人才培养体系中,“机械制图”课程中的若干问题。确定了机械大类平台课程中“机械制图”的培养目标为面向素质培养、面向基础、面向后续课程,建立了以培养形体构造能力和图形表达能力为主线、内容涵盖机械制图的基本理论、基础知识、构形及表达基本方法和基本技能的新课程体系。介绍了自2000年以来,采用新的课程体系所开展的教学实践活动,包括所采用的教学模式和取得的初步成果。

机械运动方案相似设计研究

概念设计是产品开发过程中的决定性阶段 ,机械运动方案设计是机械产品概念设计的关键内容。本文提出了机械运动方案相似设计理论和方法 ,并对构造相似元、计算相似度、实例再设计等关键技术进行了研究 。

基于web的机械原理多媒体教学系统的研究与开发

介绍了一个机械原理网络多媒体教学系统，为使该系统具有良好的通用性和可扩展性，提出了“创作系统＋动态连接库扩展＋Ｊａｖａ＋ Ｐｌｕｇ－ｉｎ”的新方案，综合发挥了多种开发工具的优势；建立了积件式系统模型，并开发了一个小型积件库；设计了双服务器系统结构，改善了客户机与服务器间的通讯，并在很大程度上节约了多媒体数据的传输量。

电磁驱动热膨胀型微型机械驱动器

针对内窥境等医疗器械,提出了一种通过电磁感应加热感应导体,再通过感应导体加热其周围石蜡的微型机械驱动器。通过对石蜡热膨胀性能和电磁感应加热的试验发现,石蜡在其熔点温度附近具有很大的体膨胀系数,试验所用石蜡的熔点在37～39℃之间,体膨胀系数可达到15％,电磁感应加热具有很快的加热速度。在此基础上,制作了6个不同尺寸的驱动器模型,通过对其位移输出性能的试验发现,石蜡热膨胀驱动器具有很大的输出位移。

提高精密凸轮磨削精度的几何误差补偿技术

针对精密凸轮加工中存在的精度问题 ,推导出凸轮磨削中的理想砂轮中心包络线的求解方程 ,进而将基于多体系统理论的误差补偿技术与凸轮加工设计方法相结合 ,研究了理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法、精密数控指令和逆变凸轮廓型的求解算法 ,在此基础上 ,开发出凸轮精密磨削过程的误差补偿与动态仿真分析软件。实验表明 ,运用该软件生成的精密数控指令以及逆变凸轮廓型 ,可直接保证凸轮廓型的加工精度 ,提高凸轮生产效率 5 0

特种微型机械加工技术

综述微型机电系统／微型机械的三维形状加工及极限尺寸加工的研究开发现状。相对硅微细加工和ＬＩＧＡ工艺，不采用掩膜版的特种微细加工技术，如微细激光成型、微细电火花加工以及微细机械加工等近年来取得较大进展，在三维微小机械结构成型上有独到优势；同时扫描隧道显微加工技术的开发将微型机械向极限尺寸领域推进。微型机电系统／微型机械的长足发展有赖于融合已有先进技术和交叉学科思想的微型机械加工技术的进一步研究开发。

基于虚拟仪器的微机电系统动态特性测试仪设计

设计了一种基于虚拟仪器的微机电系统动态特性测试仪,主要用于微机电系统的频谱测试和静态特性测试。该仪器采用PCI总线24位高性能数据采集卡,使用虚拟仪器技术进行设计和开发,采用扫频方法给待测系统输入一系列由低频到高频的正弦激励信号,进而分析出该系统响应和激励之间的关系。其频率范围为0.01Hz～10kHz,并能在关键频率附近增加测试的频率点以提高精度。试验表明,该仪器的最大幅值误差小于0.2dB,最大相位误差小于0.7°,同时具有较高的可靠性和扩展性。该仪器自动化程度高,并具有良好的人机交互特性,可实时显示测试数据并绘制曲线,并在测试完成后进行数据分析处理,最后自动生成报表。

超精密工作台运动轨迹规划

文章详细讨论了现有的各种S形轨迹规划方法,在综合比较各种设计方法优缺点的基础上,采用最小冲击准则,并结合超精密加工领域轨迹运动特点,提出了一种新的S形轨迹优化设计方法。并基于粗精动结合的单自由度精密工作台,对所设计的轨迹进行了实验验证。实验结果表明该方法能够满足超精密加工领域中高速高加速运动轨迹设计的要求,有效的提高了系统的抗扰动性能,改善了工作台的轨迹跟踪精度,提高了工作台的定位精度和效率。

微机械陀螺仪结构误差的控制技术

研究了与加工精度相关的结构误差以及结构参数随环境改变产生的仪表误差。在分析机理的前提下,提出了采用数字控制技术来抑制陀螺结构误差的技术方案,即结构的反馈解耦控制,驱动模态的恒频恒幅控制以及检测模态的力反馈解耦控制。利用平均和摄动理论分别对上述控制回路进行建模,并给出了仿真结果。分析和仿真结果表明,上述控制方案能有效消除结构的耦合运动,降低陀螺输出对结构参数的依赖。