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。

美国加州大学圣地亚哥分校机械基础实践教学的模式与启示

当前,实践教学环节受到广泛的重视。但是,在教改实践中,还面临许多亟待解决的问题,例如：实践教学环节与理论课程的衔接问题、实践教学持续运行所需的软硬件环境（加工设备、制作空间、经费支持、学生的安全保障）、开展实践教学的师资队伍建设等。

研究型大学机械类精品课程教学的六个基本要素

要切实提高高等学校机械类精品课程的教学质量，必须充分重视课程教学的六个基本要素，即讲授、讨论、作业、实践、考核和教材。本文以清华大学机械原理国家级精品课建设为例，阐述了研究型大学精品课程教学六个基本要素建设的内涵，及其研究型教学理念在六要素中的贯彻体现；从构成课程教学的基本要素出发，探讨了提高精品课程教学质量的途径。

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。

一种新型高速码垛机械手的设计与实现

针对包装袋规格和码垛技术要求,提出一种新型的高速码垛机械手的设计方案.该方案采用气压驱动,并通过手指开合机构、侧板夹紧机构和压袋机构,实现包装袋的可靠抓包、搬运和码放等动作.在此基础上,通过详细分析与计算,完成了该机械手的结构设计,并在Pro/E平台中建立了该机械手的三维CAD模型.对该机械手的动作规划、动力学计算以及气动系统等问题进行了分析与研究.仿真结果表明,该机械手能够在规定的时间内完成规定动作.

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。

线振动硅微机械陀螺结构误差参数分离和辨识

推导了线振动微机械陀螺的三自由度误差力学方程,并详细分析了陀螺耦合误差的产生机理。分析结果表明,各种结构误差是导致陀螺耦合误差信号的主要原因。在此基础上,利用振动和模态理论给出了陀螺结构误差参数的分离和辨识的试验方法和结果。试验结果表明,同相耦合分量和正交耦合分量是微机械陀螺的两种主要误差信号,造成正交耦合的主要原因是驱动轴和检测轴之间的刚度耦合以及驱动轴和检测轴各自的刚度不对称,造成同相耦合的主要原因是驱动轴和检测轴之间的阻尼耦合以及检测轴刚度不对称和驱动力不对称。结构误差参数的分离和辨识试验方法将为下一步的陀螺结构优化、微加工工艺改进以及耦合误差抑制提供基础。

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.

机械产品概念设计的协同设计研究

在机械产品概念设计中应用协同设计是日益激烈的全球性市场竞争的结果 ,是概念设计发展的要求。介绍了基于网络协同设计的机械产品概念设计的基本思想 ,初步讨论了系统结构及实现方式 ,并对基于协同设计的机械产品概念设计中协同技术、异构环境下数据共享、基于实例和规则混合推理的机械产品概念设计过程等关键技术进行了研究。

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。

具有纳米级分辨率的超精密定位工作台

柔性铰链精密定位工作台具有直接传动、无摩擦、结构紧凑、重量轻、刚度好及分辨率高等优点。设计了一种具有较大传动比的定位工作台 ,介绍了其系统结构和工作原理 ,并对刚度性能作了分析。利用双频激光干涉仪对压电陶瓷驱动下的工作台特性进行了测量。结果表明 ,该工作台具有纳米级的分辨率和定位精度。

微机械杠杆力放大效果的计算和提高

硅微谐振式加速度计是一种高精度的惯性传感器,它通过谐振梁刚度随惯性力的变化检测输入加速度的大小。为了得到较高的标度因数,国内外的研究机构普遍使用微机械杠杆机构来放大惯性力,但实验中微机械杠杆往往达不到理想的放大倍数,尤其是多级杠杆对力的放大作用非常有限。结合国内加工条件,微机械杠杆力放大机构的模型被合理简化,使用有限元分析运动模态的方法,分别计算微机械杠杆、检测质量支撑梁以及谐振梁的刚度,并按此仿真计算结果估算微机械杠杆的力放大倍数。通过理论推导、ANSYS仿真和对微机械杠杆实验的结果验证了这种方法的正确性。为分析微机械杠杆实际的力放大效果提供了一种实用方法,并基于此方法提出通过提高输出刚度来提高微机械杠杆力放大倍数的方法。通过对杠杆结构的优化,可将原有3.9倍的杠杆放大倍数提高到7.0倍。

机械传动原理方案设计目录结构模式的研究

提出三级递进式的机械传动原理方案设计目录结构模式，在此基础上完成的设计目录可作为开发设计的辅助工具，并已进入知识库用于笔者开发的机械传动原理方案智能设计系统中，最后给出了应用实例。