绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 9
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 163 条结果
[博士论文] 魏华贤
机械电子工程 中国矿业大学;中国矿业大学(江苏) 2017(学位年度)
摘要:微定位和微操作系统是很多先进仪器装备中的基础部分之一,系统中可实现超高分辨率和定位精度的微动机构是其关键零部件。偏摆微动台是可实现精确对准或指向的一类微动装置,其在半导体制造、激光工程、量子电子学、微器件装配及光学望远镜等领域具有重要应用。近年来,偏摆微动台对运动分辨率及定位精度的要求已进入微纳米级,基于柔性铰链的柔顺机构成为开发高精度偏摆微动台的重要途径。本文在国家自然科学基金及江苏省产学研项目的资助下,以提高柔顺偏摆微动台的定位精度和稳定性为目标,通过开发新型柔性铰链及优化位移放大机构,探索了应用全平面柔顺机构开发空间结构柔顺偏摆微动台的模块化设计方法,基于此研究了柔顺偏摆微动台的静力学及动力学建模与分析方法,建立了柔顺偏摆微动台的精密定位控制系统,研究了偏摆微动台的解耦及压电磁滞补偿控制方法,实现了偏摆微动台的轨迹跟踪控制,主要完成了以下研究内容:
  1.基于平面柔顺机构的柔顺偏摆微动台模块化设计方法研究。基于矩形截面的平面直梁及平面曲梁提出了全平面多自由度柔性铰链,建立、分析及验证了其三维柔度模型;建立了平面柔顺桥式位移放大机构的通用构型理论模型,实现了桥式位移放大机构的构型优化;应用多自由度柔性铰链模块及位移放大模块实现了柔顺偏摆微动台的模块化样机设计。
  2.空间结构柔顺偏摆微动台的静力学分析方法研究。应用卡氏位移定理建立了基于柔顺杠杆机构及圆柱型柔性铰链的柔顺偏摆微动台的静力学模型,基于柔顺偏摆微动台的平面等效模型,建立了微动台的三维准静态运动学分析。应用柔度矩阵法及柔顺桥式机构的平面静力学模型,建立了柔顺偏摆微动台多输入多输出的三维静力学分析,完成了柔顺偏摆微动台静力学分析的有限元及实验验证。
  3.柔顺偏摆微动台的动力学分析方法研究。系统的给出了空间柔顺机构的集中参数建模过程,建立了微小变形下的系统动能及系统势能方程,给出了应用拉格朗日方程建立空间柔顺机构三维动力学方程的过程,实现了柔顺桥式机构及柔顺偏摆微动台的三维动力学建模及分析,完成了动力学分析的有限元仿真验证。
  4.柔顺偏摆微动台的精密定位控制研究。应用最小二乘法实现了柔顺偏摆微动台的运动学模型及压电驱动器Bouc-wen磁滞模型参数的同时辨识,设计了基于偏摆微动台逆运动学模型和压电驱动器逆磁滞补偿的前馈-反馈复合控制系统,搭建了柔顺偏摆微动台的控制系统实验平台,实现了柔顺偏摆微动台的三维轨迹跟踪实验。
[硕士论文] 苏玉鑫
动力工程 中北大学 2017(学位年度)
摘要:随着科学技术的发展,微电子机械系统等微型原器件得到了广泛应用,对微型原器件的设计和制造提出了更高的要求,进一步研究微电子机械系统的内部液体流动机理、伴随的传热机理非常具有学术价值。但是微型电子机械系统内部尺度一般处于介观尺度,基于连续介质力学力学宏观数值模拟方法不能准确处理该尺度的问题,而分子动力学等微观方法的计算规模又很难达到这一计算尺度。能量守恒耗散粒子动力学(eDPD)是一种粗粒化的分子动力学方法,不仅可以研究介观尺度下的复杂流体行为,还可以计算复杂的传热问题,是研究介观尺度下伴随热量传递的复杂流体行为一种理想方法。
  本文系统地阐述了能量守恒耗散粒子动力学方法,指出了该方法的主要特点,分析了其在处理复杂流体行为时的优势。本文的主要研究内容包括:
  (1)采用eDPD对通道内流体绕流方形柱体阵列的流场和温度场进行研究,分析不同雷诺数下流场和温度场的分布特点。研究表明:当雷诺数增大时,柱体周围流体温度变化增大,对流换热现象明显。随着雷诺数增大流体流过柱体时出现了不同程度的漩涡,在漩涡区流速降低,对流换热速度减弱,出现了局部温度峰值。
  (2)采用eDPD模拟介观尺度微通道泊肃叶流中高分子的运动特性,研究表明可以将高分子溶液看作幂律流体,随着高分子浓度增大幂律指数减小,高分子溶液越偏离牛顿流体特性。同一高分子浓度不同温度时幂律指数基本不变。本文进一步分析了不同高分子浓度、温度以及不同驱动力下通道内流体的速度分布、应力分布、温度分布、高分子链质心分布以及高分子链瞬时位置。结果表明:高分子链远离壁面分布,不同温度的高分子链与周围流体的温度差最终会导致其分布位置在浮升力作用下有所变化,随着通道内驱动力增大浮升力的影响逐渐减小;在通道中由于速度分布不均匀,速度快的地方温度分布变化明显,对流换热现象明显;温度和高分子链的浓度变化对剪切应力分布影响不大,对流动方向的正应力影响较大。
[硕士论文] 陈晓明
机械设计及理论 哈尔滨工业大学 2017(学位年度)
摘要:连续性介电泳颗粒分离是微流控系统中对微纳米样品进行精确操控的核心手段,因为它在癌症的早期诊断,水质的污染分析等方面都有重要的应用。通常情况下,连续性介电泳颗粒分离的过程需要将样本聚集为宽度很小的粒子流以保证颗粒沿着相同轨迹运动并从相同的位置进入介电泳力作用范围。然而,目前实现样本颗粒聚集的方法只有流体挤压效应,并且这种效应需要冗余的外接设备,价格昂贵的微泵,复杂的多相流体操控。这使得微流芯片的高度集成化成了一个重大的挑战。诱导电荷电渗聚集是发生在物体表面的一种电化学效应,已经被证明是一种有效的颗粒聚集方法。因此,本文基于诱导电荷电渗流体聚集和介电泳偏移提出了一种新的颗粒分离方法。
  首先,分析了颗粒分离方法中的物理机理:基于对导体表面在交流电场中双电层的形成机理的分析,推导了复振幅形式的诱导电荷电渗滑移速度公式;基于介电颗粒在非均匀电场中的偏极化效应,推导了颗粒在交流电场中受到介电泳力的形式;考虑电场,流场,重力场等因素的影响,分析了介电颗粒的受力情况并推导了颗粒在微流控芯片中的速度方程和轨迹方程。
  其次,对微流控芯片的关键位置进行初步设计并确定了合适的工作参数:根据设计要求,对聚集区域,过渡区域,分离区域进行了初步设计;通过数值仿真研究确定了聚集区域的通道高度和工作参数;基于拉格朗日颗粒轨迹追踪的方法研究了过渡区域的结构对粒子流状态的影响规律;耦合电场,流场,重力场,通过数值仿真确定了适合颗粒分离的通道尺寸,分析了粒子流入口位置对颗粒分离效果的影响。
  再次,完成了微流控芯片的整体结构设计与加工及实验平台的搭建:从改善整体性能和加工的角度出发,进行了微流控芯片的整体结构设计;运用标准软光刻等技术完成了微流控芯片的加工;连接实验器材,完成了实验平台的搭建。
  最后,在微流控芯片中进行了系统实验:进行了颗粒诱导电荷电渗聚集特性和介电泳偏移特性研究;通过综合实验研究了入口流速对颗粒分离效果的影响,并对最佳状态下颗粒分离效率进行了评估。
[硕士论文] 陈大明
材料工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:BF玻璃具有良好的耐热性能、光学性能、化学稳定性以及力学性能,在 MEMS器件制造和封装领域常作为基体材料与半导体、金属等材料进行连接以实现对微传感器、微流泵等器件的封装工艺。阳极键合是实现玻璃与上述几种材料连接最常用的技术,本文利用阳极键合技术,通过电场反转实现了Si-glass-Si、Al-glass-Al、Al-glass-Si的连接;通过钎料在大气低温下实现了glass-Ni的连接,研究了工艺参数对界面结构和力学性能的影响,研究发现:
  (1)利用阳极键合工艺,通过一次电场反转可实现Si-glass-Si的连接,Si(1)-glass键合过程中,由于 Na+在玻璃表面析出,导致连接界面附近的玻璃体内形成Na+耗尽层,Na+耗尽层中存在“高场强”和“低场强”两个不同的空间区域。受第一个键合界面的影响,Si(2)-glass界面键合过程中出现两个峰值电流。
  (2)利用阳极键合技术制备了 Al-glass-Al和 Al-glass-Si试样。由于Al3+扩散至Na+耗尽层,第二个界面键合电流并未出现两个峰值电流。反向电场会降低Al(1)-glass界面键合率,但不会破坏其界面。Al-glass-Al界面强度高于Al-glass-Si界面强度,且断裂均沿第二次键合界面发生。
  (3)首次利用Al箔作过渡层,在大气中实现了glass与Ni的低温钎焊连接,典型的界面结构为:glass/Al/Al8ZnSn4+solder/Ni3Sn2/Ni。拉伸试验结果表明,断裂发生在玻璃处,说明界面结合良好,界面强度超过母材的强度。
[硕士论文] 许彬彬
机械电子工程 哈尔滨工业大学 2017(学位年度)
摘要:软体机器人采用柔性材料制作,形态结构简单,高功率重量比,能够通过主被动变形适应复杂的环境,抵御较强冲击,操作对象友好,在一定程度上弥补了刚性机器人的不足,在医疗、工业机械手、康复、仿生、探测等领域具有广阔的应用前景,逐渐成为机器人研究的热门方向。目前软体机器人研究仍处于起步阶段,在材料选择、结构设计与制造、运动学和动力学建模、驱动控制等方面仍有诸多难题亟待解决,开展相关研究具有重要意义。当前,软体弯曲致动器得到了广泛的研究和关注,而作为机器人复杂运动重要组成扭转运动研究甚少。在受限的空间内,扭转机器人能够通过扭转运动快速灵活的实现特定位姿,增加操作的灵活性。本文提出一种新型充气式螺旋纯扭转模块,并针对其模块的设计、制备、运动学建模、驱动控制以及样机实验展开了研究。
  首先,基于模块化思想和螺旋式纯扭转驱动原理,设计了一种螺旋式软体致动器模块,易于控制,能够提供大角度的纯扭转运动;利用应变能量密度函数描述超弹性材料的应力应变关系,并基于Abaqus有限元分析技术,分析了软体模块的几何参数对扭转性能的影响规律,在此基础上完成了软体扭转模块的制备。
  其次,针对柔性材料的非线性导致软体扭转模块运动学建模困难的问题,基于虚功原理和弹性应变能相结合的方法,并利用类似Rivlin方法,通过柱坐标系变换,计算出弹性应变能,建立了驱动气压和扭转角度之间的运动学映射关系;并结合数值仿真与实验进行修正,得到了较高精度的软体纯扭转模块运动学模型。
  再次,采用模块化设计思想设计了可调速的步进电机充/放气驱动机构,搭建软体模块控制系统;基于气压反馈,采用PID控制方法,实现了气压、充气速度和流量的连续调节。基于VoxCAD软件和QT+VS开发了人机交互和驱动控制系统,可用于软体机器人的运动控制和轨迹规划。通过Ethernet通信和CAN级联方式实现了多路驱动控制的易扩展性。
  最后,搭建了多路软体机器人驱动控制平台,进行软体扭转模块的样机实验研究。设计并搭建了软体扭转模块测量平台,测量了软体扭转模块扭角、扭矩、滞回特性以及弯曲刚度等静态特性;建立了扭转模块和仿人手轨迹规划实验系统,实现了软体模块的轨迹规划与控制,验证了轨迹规划与运动控制方法的有效性;最后,通过扭转、弯曲以及伸缩多种软体变形模块的组装,搭建了具有不同变形功能的软体机器人实验系统,完成了异型孔装配、胃部模拟移物、仿人手扭转抓取实验,验证了模块的大角度、纯扭转变形能力,以及控制系统与轨迹规划控制方法的有效性。
[硕士论文] 刘君
机械电子工程 哈尔滨工业大学 2017(学位年度)
摘要:微流控技术将传统化学或生物实验室分析流程的进样、反应、检测等多个实验步骤集成到一块几平方厘米大小的芯片上,在生物医学检测、化学分析等领域具有广泛的应用前景。微流控技术的很多应用领域需要提供微小流量,但目前市场上常见的能产生微小流量的注射泵和蠕动泵体积较大,稳定时间长,流量脉动大且无法进行闭环控制和数据的无线传输,为了提高装置的集成化程度,缩短稳定时间,本文提出了基于步进电机的微量给水给药闭环控制系统,实现微小流量的稳定输出,可用于临床医学的药物供给,植物精确灌溉,生物医学检测和化学分析的进样系统等。
  本文提出了电路等效方法来分析微量给水给药系统的工作原理,建立了系统的动态数学模型,在推导微阀、微流控芯片的数学模型时基于能量法和虚位移原理得到了微流道变形量的计算公式,并推导了微阀气体反作用力的计算公式。利用Matlab/Simulink对元件静、动态特性和系统的开环特性进行了仿真研究:得到了步进电机的位移响应特性,分析了微阀在不同气源压力时有无考虑流道变形的体积流量的差别以及微阀流量与气源压力和阀口开度的关系,同时分析了气体压力引起的流道变形对微流控芯片流量的影响及其体积流量与气体压力的关系,并分析了气源压力、微阀流道尺寸、可变容腔内气室体积和微流控芯片流道尺寸等参数对微流控芯片内体积流量和充液长度等系统开环特性的影响。
  本文比较了智能PID、PWM控制和Bang-Bang控制等控制方法对微量给水给药系统流量的控制效果,分析了气源压力和外界干扰等对系统流量稳定时间、超调量和控制精度的影响,在对比分析的基础上决定采用单阀 Bang-Bang控制对微流控芯片的流量进行控制,研究了排气微阀的阀口开度、不同流量设定值、气源压力和不同类型气源干扰等因素对其流量控制效果的影响。
  本文完成了微流控芯片的制作与封装,设计制作了微阀模块和控制模块等元件,搭建了实验平台,可同时独立控制两路微小流量的生成,测试了步进电机的运行特性和最高运行频率,测试了可变容腔内气压与阀口开度的关系,同时测试了微阀和微流控芯片的流量特性等元件性能并分析了实验和仿真结果出现差别的原因,开展闭环控制实验比较了三种控制方法的优缺点,研究了Bang-Bang控制在气源压力变化时的控制效果,同时对无线数据传输的方式进行了设计。
[硕士论文] 黄本松
机械电子工程 哈尔滨工业大学 2017(学位年度)
摘要:随着微机电技术的进步,微旋转平台技术得到了快速发展。采用固体轴承结构的微旋转平台难以避免固体摩擦对运动性能的影响,而气体轴承和非接触式轴承对制造精度要求高,且控制方式复杂。采用液体支承结构的微旋转平台能克服固体摩擦的限制,具有很好的柔顺性,并且结构比气体轴承和非接触式轴承简单,具有重要的研究意义。
  本文以单液滴支承的磁驱动微旋转平台为研究对象,基于毛细液桥结构以及磁驱动方式,建立理论和仿真模型,分析了不同参数对其承载性能、运动性能和抗干扰性能的影响。建立单液滴支承磁驱动微旋转平台的实验系统,在不同参数下进行实验分析和验证。
  首先,针对单液滴支承微旋转平台的液桥结构,提出自由型和限制型两种基底配置。基于Young-Laplace方程,利用二分法通过数值迭代求解液桥轮廓,进而计算作用于微旋转平台的毛细力。基于Surface Evolver,建立毛细液桥的有限元仿真模型,对液桥毛细力进行计算,并与微分方程方法进行对比。根据微旋转平台的结构,提出单液滴支承微旋转平台承载能力的评价指标。分析接触角和基底尺寸等参数对两种基底配置下微旋转平台承载能力的影响,并对两种基底配置进行了对比。
  其次,基于亥姆霍茨线圈原理,推导产生绕任意轴的旋转磁场的控制算法。基于COMSOL Multiphysics,建立旋转磁场的仿真模型,并分析了磁场作用于微旋转平台的磁驱动力矩。建立流体摩擦阻力模型,分析粘度和旋转频率对阻力矩的影响。结合微旋转平台受到的磁力矩以及流体摩擦力矩,对微旋转平台能达到的最大旋转频率进行分析,研究不同参数对其最大旋转频率的影响。基于液桥理论模型,在抗拉伸、抗剪切、抗侧倾三个方面分析微旋转平台的抗干扰特性,研究了液桥不同参数对抗干扰特性的影响。
  最后,进行单液滴支承的磁驱动微旋转平台的毛细力学实验研究和旋转特性实验研究。建立了液桥毛细力测试系统,在两种基底配置下测量了液桥毛细作用力,并与仿真得到的毛细力结果进行对比,验证了液桥毛细力学仿真模型的正确性。建立了单液滴支承磁驱动微旋转平台的旋转驱动与测试系统,在绕竖直轴连续旋转、绕倾斜轴连续旋转以及步进旋转三个方面对微旋转平台的运动性能进行了实验研究,获得了不同接触角、液桥体积、液体粘度以及磁场强度等条件对其各种运动形式下运动性能的影响规律。
[硕士论文] 汤俊
机械工程 湖南科技大学 2017(学位年度)
摘要:混合驱动机电一体化系统是一种半柔性系统。它采用两种不同类型的电机驱动,即普通的常速电机和伺服电机,通过混合驱动机构进行耦合,由终端执行器实现半柔性输出运动。混合驱动系统介于传统的刚性机器和现代化的全柔性机器之间,它弥补了传统刚性机器柔性不足和全柔性机器造价昂贵的特点。因此对这类半柔性机器进行研究具有重要的理论意义和应用价值。混合驱动系统到目前经历了二十多年的发展,在其构型及运动规律的分析和综合上已有大量的学者进行了研究。由于常速电机速度波动且不可控的问题,目前在对混合驱动系统的控制上的研究并不多。本文首先探讨了满足混合驱动的五杆机构构型、可动性、及其工作空间分析;设计了一个双曲柄五杆机构,并且建立了机构的三维模型,为后面的控制系统仿真分析提供了结构参数。
  本研究主要内容包括:⑴正运动学分析及逆运动学分析是研究五杆机构动力学及控制系统的理论基础。本文用封闭矢量法建立了五杆机构的运动学模型,分析了终端轨迹与各个杆件之间的运动关系。利用拉格朗日方程推导出五杆机构的动力学模型,并且写成类似于开链机械手动力学方程的形式,便于控制器的设计和控制参数的选择;简单分析了电机的动力学模型,与五杆机构的动力学模型结合,建立了完整的混合驱动机电一体化系统的模型,为实现其控制打下了基础。⑵轨迹跟踪精度和轮廓跟踪精度是衡量混合驱动系统控制器的重要指标。以往针对混合驱动系统开发的控制器都没有彻底解决常速电机不可控的问题。本文首次采用自适应比例微分滑模控制,通过补偿常速电机的速度波动,从而提升终端执行器的轨迹性能,并且对控制器进行了稳定性分析。选用了直线轨迹和圆弧轨迹进行仿真分析,并与比例微分滑模控制和纯比例微分控制进行了对比,分析了不同控制参数对控制器性能的影响,及在初始误差情况下的控制性能,验证了自适应比例微分滑模控制具有优越的轨迹跟踪控制性能。⑶介绍了位置域控制的概念及优点,提出了位置域的自适应比例微分滑模控制,并应用于混合驱动系统的轮廓跟踪控制,这一控制器同样选用直线轮廓和圆弧轮廓进行仿真分析。结果表明位置域自适应比例微分滑模控制能极大的提升混合驱动系统的轮廓跟踪精度,并且控制器具有很好的鲁棒性和快速响应能力。
[硕士论文] 张言
机械工程 湘潭大学 2017(学位年度)
摘要:随着微机电系统(MEMS)在各个领域中的研究和应用日益加深,以黏着、摩擦和磨损为代表的摩擦学问题成为了制约MEMS发展的瓶颈。对MEMS微型构件进行表面改性和润滑是降低黏着,并减小摩擦、磨损,从而改善MEMS摩擦学性能的有效方法,具有重要的学术和工程价值。
  根据自组装分子薄膜(SAMs)原理和不同组装分子的结构、反应特性,设计了以单晶硅(Si)为基底,以N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(DA)分子为基底连接层,以月桂酰氯(LA)分子为中间强化层的硅烷基双层SAMs(DA-LA);从化学反应和热力学角度对DA-LA的组装反应过程进行了分析和计算,揭示了组装反应自发性机理;利用分子动力学模拟技术建立了硅烷基SAMs体系的优化模型,通过模拟计算直观的得到了组装过程中的能量及温度变化情况,为从分子水平探索成膜机理提供了新途径。
  基于上述机理研究,运用分子自组装技术成功地在Si基底上制备了硅烷基SAMs体系;利用原子力显微镜(AFM)考察了溶液浓度和组装时间对成膜质量的影响,得到制备硅烷基单、双层SAMs的最佳工艺参数。借助接触角测量仪和全反射傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)对最佳制备条件下的硅烷基SAMs体系的润湿性能和化学组分进行了表征。结果表明:随着分子薄膜的逐层组装,其表面的疏水性能和内部的键合稳定性逐渐增强。
  通过浸渍-提拉和喷覆两种不同的制膜方式,分别在硅烷基单、双层SAMs表面上引入1-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体(ILs)作为表面润滑层,制备了硅烷基自组装分子/离子液体复合薄膜体系,并对它们进行了表面形貌、润湿性能和化学组分的表征。实验结果表明,制膜方式和下层表面特性对复合薄膜的成膜状态影响较大,采用喷覆方式制备的硅烷基双层自组装分子/离子液体复合薄膜DA-LA-ILs呈现出均匀紧凑的离散膜状态,表现出良好的疏水性能,丰富了复合薄膜制备及表征研究的实验基础。
  采用AFM测试了硅烷基SAMs的黏着力和微观摩擦力,运用微摩擦磨损试验机和超景深显微镜考察了复合薄膜体系的宏观减摩、抗磨特性。从微观和宏观尺度上对比研究了复合薄膜体系的摩擦学性能,综合分析了基底连接层、中间强化层、表面润滑层对减小表面摩擦,延长耐磨时间的协同作用机理。结果表明,采用喷覆方式制备的DA-LA-ILs表面摩擦系数最低,并在实验时间1350s内未发生磨损现象,显示了优异的减摩、抗磨性能,能够作为有效的润滑薄膜,为自组装分子薄膜和离子液体在MEMS润滑领域的应用提供了理论依据和实验指导
[硕士论文] 冉煦
电子与通信工程 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:射频微机电系统(Radio Frequency Micro-Electro-Mechanical System)简称RF MEMS,它是微机电系统(MEMS)在射频领域的重要应用。由于其在汽车电子、电子通讯、医药医学、相控阵雷达等方面具有巨大的潜在市场以及广阔的发展前景,近年来RF MEMS技术成为研究的热点。
  RF MEMS开关是射频微机电系统的基础组成部分,而并联式电容RF MEMS开关又是其中一个重要分支,它具有隔离度高、插入损耗低,线性度高等优点;然而高驱动电压以及可靠性问题是制约RF MEMS开关发展的主要瓶颈,并且过高的驱动电压将引起电荷注入从而引起开关失效,然而驱动电压过低也会造成诸如梁膜塌陷等一系列可靠性问题,因此研究如何设计一款驱动电压较低的RF MEMS开关具有十分重要的意义。
  同时,并联式电容RF MEMS开关的down态LC串联谐振频率普遍较高,普通固支梁结构的开关谐振频率大于30GHz,这便限制了开关在K波段以下的应用,增加down态电容及电感能够降低开关的谐振频率。往往使用介电常数更高的绝缘介质层材料来增加down态电容,但是这将会引起严重的电荷注入问题,因此可以通过增加开关的等效电感来达到降低谐振频率的目的。通过改变梁的结构能够改变开关的等效电感,通常使用折叠梁结构来增加开关的等效电感值。
  本文旨在设计一款驱动电压小于20V,适用于Ku波段的并联式电容RF MEMS开关。通过对两种常见的并联式电容RF MEMS开关进行机电及电磁仿真设计,确定了这两种开关的最终结构以及材料和结构参数与开关下拉电压、插入损耗及隔离度之间的关系,并分析了两种结构的优缺点,进而提出了一种新的折叠梁结构并联式电容RF MEMS开关,使用COMSOL Multiphysics软件对该结构开关进行机电仿真,得到其最终驱动电压为18V,与前两种结构开关相比明显降低。使用HFSS软件对新折叠梁结构开关进行电磁仿真,其插入损耗在频率为12-18GHz范围内均小于0.105dB,同时由于折叠梁结构的引入增加了梁膜等效电感从而降低开关的down态LC串联谐振频率到12.5GHz,使得开关在12.5GHz时达到33.5dB的隔离度,并且在12-18GHz范围内,隔离度大于20.5dB,适用于Ku波段。
  最后,研究了分布式MEMS移相器的原理,并使用新折叠梁结构开关实现了简单的两位移相器。
[硕士论文] 张广鑫
电子与通信工程 哈尔滨工程大学 2017(学位年度)
摘要:本论文研究的是一种基于微电子机械系统(MEMS)的载体辅助定位技术。作为一种重要的自主定位检测手段,自定位技术被广泛的应用于自动控制和检测系统之中。然而自定位系统不依赖于外部信息也不向外部辐射能量的特征,使其在无参照物位置实时修正状态下的定位精度并不理想;同时,自定位系统硬件的复杂结构导致其使用成本偏高而无法得到广泛应用。
  随着MEMS姿态传感器的不断发展,基于微机械姿态传感器的自定位技术具有设计结构简单、使用成本低等特点,因而受到广泛的关注。论文以微电子机械系统为研究基础,针对传统自定位技术精度低、使用成本高的问题,对MEMS自定位系统的定位算法以及硬件设计进行了深入的研究,并以此为基础研究了用于提高定位精度的修正算法。主要研究内容包括:
  1)阐述了自定位技术的基本原理和技术概况,探讨了基于姿态传感器的自定位技术的理论模型以及相关的矩阵方程和坐标变换算法,以此为基础建立了基于MEMS姿态传感器的自定位数学模型。
  2)分析了自定位系统的误差来源,以此为基础研究了用于提高定位精度的数据修正算法,包括卡尔曼滤波器使用、加速度修正算法、速度位移重建等。
  3)确立了基于姿态传感器的载体辅助定位系统的硬件实验平台设计方案。选用Bosch公司出品的BMX055姿态传感器作为硬件平台的核心部件;对传感器信号采集、数据传输电路做了整体设计,详述了电路原理图。
  4)设计了基于硬件实验平台的自定位技术实验方法,展示了实验过程。对传感器输出信号进行了数据采集与处理,使用MATLAB做了自定位模型算法、定位修正算法的软件实现。展示了部分实验数据并对实验结果做了分析和总结。
[硕士论文] 张腾
机械工程 齐鲁工业大学 2017(学位年度)
摘要:随着物流服务业生产规模的不断扩大,自动仓储监控系统的自动化水平发展速度也进一步加快,进而对自动仓储监控系统提出了更高的要求。传统的自动仓储监控系统中,主要存在的问题包括:堆垛机在立体货架中存取货物的寻址方式通常采用认址片方式,此方式的机械设备制造复杂,且定位精度较差,因此采用高端的定位技术是改善堆垛机存取货物定位精度的必然趋势;系统中的数据传输通常采用红外通讯方式、现场总线通讯方式,此方式传输距离受限,易被遮挡而造成通信中断,其扩展性较差,不适合用于有弯道的立体仓库,并且现场总线的传输速率与无线通讯相比较低,不能满足系统的需求,而采用无线网络通讯技术能够有效避免以上弊端;一般的自动仓储系统内部包含由不同网络协议组成的异构网络控制系统,实现异构网络之间的数据共享成为系统数据传输的关键所在。
  本研究主要内容包括:⑴采用激光测距和条码定位技术提高了堆垛机在立体货架中存取货物的重复定位精度,并通过 S7-300PLC控制器控制堆垛机和现场设备的运行,提高了系统的自动化水平。⑵采用无线网络通讯技术建立了自动仓储系统中监控计算机、管理计算机、PLC控制器之间的数据传输空间通道,并通过测试验证了无线网络通讯方式下的数据传输实时性。⑶利用OPC通讯方法解决了自动仓储系统中现场总线、无线网络、工业以太网等并存的异构网络之间的数据互联与共享,并采用C#语言开发了监控软件。
[硕士论文] 曹奇文
计算机科学与技术(理) 江西理工大学 2017(学位年度)
摘要:为了使扭转微纳镜广泛应用,我们必须深入了解扭转微纳镜的各种特性,然后针对其缺点和不足之处,加以改进。本文就目前扭转微纳镜的理论模型进行了分析及改进,并开展了如下工作:
  (1)考虑悬臂梁的弯曲变形,建立了考虑卡西米尔力的静电驱动微纳镜扭转弯曲耦合模型,该模型适于分析扭转微纳镜极板间距较小时的情况。为了解决模型适用范围局限性的问题,提出了同时考虑范德瓦尔斯力和卡西米尔力的静电驱动微纳镜的静态扭转弯曲耦合模型。
  (2)通过数值仿真,从归一化参数和具体实例两个方面分析验证了模型理论的正确性。先分析了卡西米尔力对微纳镜的影响,接着分析了范德瓦尔斯力和卡西米尔力对微纳镜的影响,并与前人的模型进行对比,发现同时考虑范德瓦尔斯力和卡西米尔力的模型的适用范围增大了,同时该模型也更符合实际情况。
  (3)在同时考虑范德瓦尔斯力和卡西米尔力的静电驱动微纳镜的静态扭转弯曲耦合模型的基础上,建立了考虑温度效应的静电驱动微纳镜扭转弯曲耦合模型,最后通过数值仿真,得到了温度对微纳镜静态特性的影响情况。
  本文对微纳镜静态特性的研究,为微纳镜的应用提供了参考和帮助,为改进模型和减弱温度效应的影响,提供理论指导。
[硕士论文] 谢佑
机械设计及理论 华中科技大学 2017(学位年度)
摘要:复杂机电系统研发过程中,通常需要将系统各模块在统一的环境下进行联合仿真分析,并根据仿真分析的结果对系统中的参数进行优化,使系统整体性能达到较优的水平。然而,目前的仿真软件多面向单学科仿真计算,且对计算机软、硬件要求较高,严重阻碍了复杂系统的仿真与分析;此外,对于工程上常见的黑箱问题,许多传统的优化算法在求解效率与精度上都难以满足要求。基于此,本文实现了基于功能模块接口(Functional Mock-up Interface,FMI)的多学科仿真分析平台FlowComputer,并对基于响应面的参数优化算法进行了研究。
  首先,本文系统研究通用模型接口标准FMI,并实现基于FMI的联合仿真平台FlowComputer。通过统一接口的方式有效解决了不同仿真软件之间的兼容性问题,使不同学科的专业软件可以通过FMI模型接口标准实现高效、便捷的联合仿真,减少了仿真人员的工作量,同时降低了联合仿真平台对计算机软、硬件的要求。
  然后,本文提出基于支持向量机的参数优化算法SVM_ECGO。该算法综合了支持向量机和 Kriging响应面处理优化问题的优势,有效提高了对复杂黑箱模型进行参数优化的效率和精度。
  同时,考虑到机电系统的部分参数具有不确定性特点,本文对SVM_ECGO算法进行拓展,提出基于虚拟支持向量机的可靠性参数优化算法VSVM_RBDO,用于对具有可靠性要求的参数优化问题进行求解。VSVM_RBDO综合利用VSVM的稳定性以及Kriging模型在非线性拟合方面的优势,提高了可靠性优化问题的求解效率与精度。
  最后,综合上述研究,在FlowComputer平台下进行无人机控制系统的联合仿真与参数优化,有效的展示了FlowComputer的广泛应用性和参数优化算法的有效性。
[硕士论文] 孙晓勇
力学 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:以微型化为基本特征的微电子机械系统,对比传统机械系统,尺寸更加微小,总体尺寸不会超过一个厘米,甚至仅仅处于微米量级,而它们的厚度甚至以纳米计。长度尺寸如此明显的微小化特征,使得表征组成微机电系统的微器件的物理量和机械量等在微观尺寸相比传统机械呈现完全不同的特征,被称为尺寸效应。尺寸效应使得广为应用的宏观力学研究结果无法直接适用于微观的场合。现有的对于尺寸效应的认识表明,宏观尺寸与微观尺寸导致力学性能不同的原因主要是均匀介质与连续介质的假设。经典的弹性力学认为,物体是连续的均匀的。普遍的认为,该假设对宏观尺寸的物体来说是足够准确的,但是当器件的大小处于材料本征尺寸量级时,这个假设会与真实情况有所偏差。广义弹性力学在维持连续性假设和均匀性假设的基础上,能够解释微结构的尺度效应。论文的主要研究工作如下:
  ①从几何描述、守恒方程、本构关系等方面阐述了广义弹性理论区别于经典弹性理论的地方,并建立了广义弹性力学理论有限元方程,用Matlab进行编程计算求解。
  ②以ANSYS有限元软件计算结果代表经典弹性理论,与广义弹性力学由Matlab进行的有限元理论编程所得结果进行比较,在宏观尺寸,广义弹性力学Matlab程序与经典结果几乎一致,在微观尺寸两者有所差异,体现了微小模型的尺寸效应。
  ③以单圆孔平板单轴拉伸为例,比较了宏观尺寸经典弹性理论计算结果与广义弹性理论计算结果,展示了经典弹性理论中没有的转角、曲率、偶应力等在含孔平板单轴拉伸工况下的分布。提取了宏观到微观尺寸中心圆孔顶端节点应力集中因子与偶应力大小,用以表现结构的尺寸效应。
  ④单圆孔平板拉伸中取1mm孔半径代表宏观尺寸,取10μm孔半径代表微观尺寸,选取含孔平板中轴线上各节点计算结果,比较了宏观与微观尺寸应力集中因子与偶应力大小沿中轴线的变化,进一步对孔口问题的尺寸效应现象做了解读。
  ⑤定义了应力对称度,用来说明应力张量是非对称的。选取了沿圆孔边缘的各个节点计算结果,分别计算其应力对称度,宏观尺寸下应力对称度保持在百分百,而在微观尺寸下,圆孔边缘某些节点应力对称度不为百分百。以其中的某一节点为例详细介绍了应力对称度的尺寸效应,说明了宏观尺寸下,广义弹性理论中应力可以近似为对称的,而微观尺寸下,总应力中反对称部分占比例增大,应力不再保持为对称性。
  ⑥对中心椭圆孔平板单轴拉伸应力集中因子进行了计算,与中心圆孔计算结果比较,得到构件截面尺寸改变的越剧烈,相应的造成的应力集中就越严重的结论,并比较了两种情况下偶应力的大小,得到了构件截面变化越剧烈则偶应力值也越大的结论。
  ⑦以双孔板结构为例,探讨了孔与孔之间在结构上的影响。比较了宏观尺寸下不同孔边距的应力集中因子,发现无论是经典弹性力学还是广义弹性力学,双孔的应力集中因子都比单孔时有所增大,并且随着孔边距的减小,应力集中效应增大。同时,随着双孔孔边距的进一步减小,二者差异增大,广义弹性力学应力集中并不能达到如经典弹性力学考虑的那么高的值。
  ⑧在微观尺寸下,双孔单轴拉伸的应力集中仍然存在尺寸效应,随着结构尺寸由厘米向微米渐变,应力集中程度降低,偶应力大小增大,与单孔时所得结论一致。
  ⑨讨论了双椭圆孔平板单轴拉伸问题,得出双椭圆孔平板单轴拉伸孔边应力集中因子数值比双圆孔平板更大,应力集中程度更严重,而偶应力大小相对于双圆孔情况也更大。双椭圆孔应力集中与偶应力大小随尺寸变化而变化的趋势与双圆孔情形下相同。
[硕士论文] 秦立振
机械电子工程 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:随着当今信息技术的高速发展,信息资源的不断融合,电子产品设计制造成本的不断降低,使得其更新速度和更新空间不断增大。目前这些产品趋向于微型化、集成化、无线化和便携化,但是在供电问题目前可靠的解决方案仍是传统电池,有效电源以及微电池。随着人们对环境保护,人机工程,以及效率成本重视程度的不断提高,这些供电方式存在的固有局限也逐渐地暴露出来,因此能量采集技术受到人们越来越多的关注。
  本文研究抗磁悬浮微型振动能量采集器的宽频响应特性。首先介绍了其结构模型和工作原理,其次对系统内部受力进行理论分析。利用有限元软件COMSOL Multiphysics对磁力和抗磁力进行仿真并通过数值分析的方法计算出其平衡位置,发现了单稳态和双稳态现象,通过实验予以验证,并分析了结构参数的变化对平衡位置的影响。
  其次,从理论和仿真两个方面对抗磁悬浮振动能量采集器的感应电压进行分析和计算,并就线圈不同的参数对输出电压和功率的影响进行了仿真分析,从功率最大的角度确定了线圈的结构参数。
  接着,在理论分析电磁阻尼力的基础上,通过响应面法将永磁体的磁场进行拟合分析,进而求出电磁力的解析式。从能量转化最大角度,确定线圈以反向反接的方式进行设置;将永磁体在能量采集器内部振动受到的空气阻力近似为一次函数,求出空气阻力的解析式。
  最后,建立系统的动力学方程,将动力学方程等效为含有高次交叉项的Duffing—van der Pol方程,通过分析影响方程中各个参数的外界条件,进而分析了采集器在开路和工作状态时,不同的稳态下,永磁体的动力学响应特性和能量输出特性。
[硕士论文] 胡兰兰
机械电子工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:高速大功率飞轮电池是新能源飞轮电池领域中重要的研究方向之一。前期该领域的研究重心主要集中在复合材料高速飞轮上,旨在通过不断提高飞轮的转速来提高飞轮电池储能量,但复合材料飞轮的加工难度大,导致采用复合材料的飞轮电池实际应用受到限制。基于上述现状,本文重点研究高强度金属材料飞轮电池,通过一体化转子研究实现其储能和功率输出的目的。
  本文主要做了如下研究:
  拟定了一种便于加工制造和外形紧凑的飞轮和电机转子一体化的飞轮电池新型结构方案,并进行详细的全套部件和整机三维建模,而且阐述了一体化方案设计中所用到的复合电机(永磁无刷直流电机)和永磁体材料(铷铁硼)。
  对本设计方案中的飞轮转子进行了强度、刚度、可靠性及稳态分析。主要通过建立飞轮转子的力学模型,利用Solidworks Simulation进行三维模型加载和有限元分析来进行以上三方面的研究。
  对本方案中的轴进行了力学建模及转矩分析;利用Solidworks Simulation软件验证在两种不同工况下轴的强度、刚度以及轴连接的花键强度的可靠性,结果是强度和刚度均满足要求;对轴进行了模态分析,结果表明即使在极限转速18233转每分的工况下轴也不会出现共振的不利情况;最后,对于轴不动进行了理论的可行性分析。
  通过对飞轮-轴转子系统的力学建模,利用Solidworks Simulation分别对飞轮-轴转子系统的静力情况、模态情况进行了分析研究,并对飞轮-轴转子系统的共振应对方法进行了研究。
  运用电磁理论和Ansoft Maxwell有限元软件,对一体化方案中的电机进行了分析,给出了纵向磁体阵列电机部分反向电动势的有限元计算方法和转矩的计算方法;给出了横向磁体阵列电机部分反向电动势的数学计算,并模拟了横向磁体阵列电机部分反向电动势的波形,为复合磁场的研究提供了参考。
[硕士论文] 敦勃文
工程力学 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:近些年来,微机电系统(MEMS)领域得到了快速发展,在对结构件精度提出更高要求的基础上,精密微模具的加工成为了关键的问题。现有的微模具加工方法均存在一定局限性。寻找一种成本低的加工方法制作出强度高、精度高的微模具具有十分重要的工程意义。金属玻璃,不仅具有优异的强度、硬度、耐磨损等力学性能,当温度升高至其过冷液相区时,又可以像高分子材料一样成型各种复杂的图形。由于缺少了传统晶态金属内部晶界结构特点的限制,对金属玻璃进行微热压印成型实验,可以在原子级别上精确复制模具上的结构化图案。降低温度,金属玻璃既可以保持这些被复制上的图案,又可以恢复原有优异的力学、物理以及化学性能。大部分金属玻璃的玻璃化转变温度都高于常用工程高分子材料的熔融温度,这使得金属玻璃可以作为模具应用于微成形领域。本文主要针对微米级金属玻璃模具结构强度及疲劳性能,开展以下几方面研究:
  (1)对 Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vitreloy1,简称 Vit-1)大块金属玻璃进行切割,制备出不同尺寸的块状金属玻璃样品。利用自行设计的抛光装置抛光圆片状样品。通过原子力显微镜对抛光后的样品表面进行粗糙度测定。X射线衍射验证切割抛光后的金属玻璃样品仍然处于非晶状态。利用DSC测定出该金属玻璃的玻璃化转变温度及过冷液相区,为后续热压实验温度的设定提供参考。利用 ICP体硅加工工艺,获得表面具有特定微结构的硅模具。对圆片状金属玻璃样品进行微热压印成型实验,获得单轴静态压缩和压-压疲劳实验所需微圆柱样品,通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对微圆柱形貌进行表征。
  (2)取一部分微圆柱样品进行退火处理。利用X射线衍射对退火前后的样品进行表征,并进行单轴静态压缩实验,比较微圆柱样品退火前后的力学性能。利用扫描电子显微镜对静态压缩失效的样品进行形貌表征并分析其静态压缩断裂失效机理。
  (3)利用疲劳试验机分别对退火前后的微圆柱样品进行单轴压-压疲劳实验。取107次循环寿命为无限寿命。将实验获得的应力-寿命数据点拟合得到S-N曲线,比较退火前后样品的压-压疲劳性能。通过扫描电子显微镜对失效样品的整体及断裂表面形貌进行观测,并分析样品在循环载荷作用下失效的机理。
  (4)利用抛光机对不同尺寸的大块金属玻璃板材进行金相抛光,通过微热压印成型实验复制硅模具上不同形状的微流控芯片图形。在得到的金属玻璃微模具上利用热压成型工艺加工PMMA微流控芯片成品。再利用有限元模拟软件COMSOL,以实验获得的疲劳寿命 S-N曲线作为失效判据,预测微模具结晶前后在高分子材料热压成型过程中的使用寿命。并对金属玻璃微模具在金属板材冷压过程中的应用进行展望,预测其结构强度及疲劳寿命。
[博士论文] 白诚
机械工程 西安电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:静电扭转微镜是典型的微光机电系统,凭借其体积小、重量轻、低成本、低功耗、结构简单、便于大规模集成等特点,在光通信、投影显示、微光学平台、生物医学和激光雷达等领域正发挥着越来越重要的作用。然而,微镜系统开环响应中存在明显的残余振动,微尺度薄膜气体中以压膜现象为主的气体阻尼效应,多能量场耦合引起的非线性特性以及MEMS器件制造工艺中带来的参数不确定性等问题,使得微镜系统具有响应速度慢、扭转角度小、灵敏度分辨率低、鲁棒性能差等缺陷和不足,均已成为制约其进一步拓展应用范围的关键问题。为此,本文从气体阻尼的分析计算、残余振动的主动抑制、吸合限制的稳定扩展及参数不定系统的鲁棒控制方面,研究了MEMS微镜的建模分析与控制,主要工作及取得的成果如下:
  由于微结构的微尺度特点,气体阻尼对MEMS器件的动态性能影响显著,采用有限元法数值分析MEMS器件的气体阻尼,迭代运算耗时耗力,且不便于开展控制系统的研究。针对气膜阻尼的解析计算,本文首先运用双正弦级数方法求解了零边界条件下支配气体运动的雷诺方程,得到了压膜阻尼系数及弹性系数的解析模型,数值仿真表明了该模型在活动板边缘全开放式MEMS器件气膜阻尼计算时的准确性。然而,类似的简单边界条件方法忽略了边界效应对压膜阻尼带来的影响,当气体泄流间隙较小,或者当器件边墙、万向节框等结构影响气体流动通道时,边界效应对气膜阻尼的影响是不容忽视的。考虑复杂结构MEMS器件中边界效应对压膜阻尼的影响,本文将问题抽象为非齐次边界条件下二阶偏微分方程的求解,采用格林函数(Green’s function)求解了非零边界条件下的线性化雷诺方程,结合分析得到的气体流动边界压强条件,提出了考虑边界效应的压膜阻尼模型。在无需进行计算流体动力学(CFD)软件多能量场耦合分析的情况下,使得压膜阻尼模型的准确率分别提高了22.29%和21.37%。提出的模型进一步揭示了边界效应在阻尼力和弹性力中的影响作用以及边界效应与微镜结构之间存在的关系,仿真分析表明微镜板周边气体的泄流缝隙对压膜阻尼影响显著,泄流缝隙越小,边界效应影响越大。
  为了提高静电扭转MEMS微镜的驱动效率,微镜通常被设计工作于欠阻尼状态,这种欠阻尼二阶系统的动态响应中往往伴有明显的残余振动,残余振动的存在造成了系统调整时间的延长和有效带宽的降低。如何抑制多余的残余振动从而获得迅速准确的状态切换和开关定位是这一领域一个重要的研究课题。整形控制技术( Shaping techniques)是机械系统中抑制残余振动的一种有效手段。静电扭转MEMS微镜中存在的非线性问题是制约传统的基于线性理论的整形控制技术(Shaping techniques)应用于此的主要障碍。本文基于静电扭转微镜的静态响应和动态响应分析,提出了一种考虑了气体阻尼效应及其非线性特性的多步整形(Multistep-shaping control)主动控制方法。相比其它控制方法,在无需额外的角度传感器和执行器部件的情况下,同样可以获得良好的控制效果。仿真结果表明,在不改变系统结构的情况下,这种预整形控制技术分别将微镜响应残余振动的最大幅值分别降低了31.97%和70.63%,同时,调节时间分别缩短了56.2%和74.8%。
  静电驱动式 MEMS器件中固有的吸合效应(Pull-in)极大地限制了微镜的扭转角度范围。闭环控制技术是克服吸合现象(Pull-in)的有效途径,本文在分析非线性比例—微分控制(Nonlinear proportional-derivative,NPD)中参数不确定影响的基础上,提出了一种新的组合闭环反馈控制方案。该方法将非线性比例—微分控制与滑模控制(Sliding mode control,SMC)相结合,不仅继承了非线性PD控制良好的动态性能,同时还通过滑模控制进一步提高了MEMS微镜系统的鲁棒性。此外,这种方法还便于进行控制器设计增益的调整,能够获得更快的误差收敛速度。数值仿真结果表明,这种组合控制方法在不改变器件结构、不提高驱动电压的情况下,分别将微镜的扭转角度增加了46.7%和33.3%,将微镜的稳定时间降低了52.5%和40.5%,与此同时,对于高达50%的参数不确定性也具有良好的鲁棒性能表现。
  考虑边界效应的MEMS微镜器件气体阻尼模型的提出,主动抑制抖动的非线性系统输入整形技术的改进,克服吸合限制且具有高鲁棒性的闭环控制系统的研究工作共同为下一代高性能数字微镜的研制提供了系统的理论依据。
[博士论文] 李冲
机械设计及理论 燕山大学 2016(学位年度)
摘要:机电集成压电谐波传动系统是一个集压电驱动、谐波传动和活齿传动于一体的新型传动装置,该传动系统克服了传统摩擦式压电电机易磨损、寿命短以及非接触式压电电机输出转矩小的缺点,具有响应速度快、寿命长、低速大转矩、无电磁干扰等优点,在航空航天、生物医学、精密定位和微型机器人等尖端技术领域具有广泛的应用前景。
  本文分析了机电集成压电谐波传动系统的工作原理。建立了该种传动系统的机电耦合静力学方程,分析了活齿传动系统的工作过程及受力随转角的变化规律以及系统输出转矩随电压等参数的变化规律。研究发现:输出转矩以一特定角度为周期发生周期性波动。
  在压电学、连续体振动理论和离散体振动理论的基础上,建立了机电集成压电谐波传动系统机电耦合动力学模型,推导了机电耦合自由振动方程,求解了系统的固有频率和模态振型。揭示了系统参数对耦合固有频率的影响规律。分析了不同模态下系统耦合对固有频率的影响规律。研究发现:系统耦合使得驱动部分相近模态固有频率和传动部分全振动模态下的固有频率均发生了变化。
  针对驱动部分、传动部分以及整体耦合三种情况,建立了机电集成压电谐波传动系统在压电激励下的受迫振动分析方程组。讨论了驱动参数和传动参数对系统耦合受迫振动的影响规律。研究发现:驱动部分参数和传动部分参数对系统受迫振动的影响主要表现在改变受迫振动振幅上。
  考虑压电陶瓷存在的非线性压电效应和活齿啮合齿数变化引起的非线性效应,建立了机电集成压电谐波传动系统驱动部分和传动部分的非线性动力学模型和方程,采用林滋泰德-庞加莱法推导了弱非线性自由振动和接近共振时受迫振动的非线性近似解,采用摄动法推导了远离共振时受迫振动的非线性近似解。给出了系统的幅频特性、位移响应及其参数影响。研究发现:压电非线性效应和啮合齿数变化引起的非线性对耦合系统的影响显著,活齿啮合齿数对非线性的影响较大。
  研究了系统参数对机电集成压电谐波传动系统混沌振动的影响,给出了参数变化时系统混沌振动的分岔图,当分岔参数取恒定值时,通过时域图、相图、庞加莱映射图和功率谱图判断了混沌运动的发生情况,揭示了混沌振动产生的条件。
  设计并研制了机电集成压电谐波传动系统的样机,利用测试系统测得在电压峰峰值为150V时,样机的最大转矩为0.383Nm;利用锤击振动测试系统对样机的固有频率进行测试,试验结果与理论分析最大误差为12.47%,验证了理论分析的正确性。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

万方选题

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部