音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统的性能研究

基于快刀伺服系统的超精密金刚石车削加工技术是光学自由曲面高效率、高精密的加工手段。本文介绍了一种新的音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统,行程达到30mm,最大加速度为920m/s₂。通过实验手段获得了系统的运动模型,来用于控制器的设计。针对一类典型的光学自由曲面-微透镜阵列进行了加工,并对加工结果进行了测试与分析。测试结果表明,所研制的快刀伺服系统达到了加工技术要求,为以后该系统在实际加工中更广泛的应用研究打下了基础。     

音圈电机驱动的快刀伺服系统性能测试

研发了一种新的音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统,行程达到30mm,最大加速度为920m/s2。通过实验手段获得系统的运动模型,用于控制器的设计。针对一类典型的光学复杂结构曲面-微小透镜阵列进行加工,并对加工结果进行测试与分析。测试结果表明,所研发的快刀伺服系统达到了加工技术要求,为该系统在实际加工中更广泛的应用打下了基础。     

音圈电机驱动的快刀伺服系统建模与性能分析

复杂面形,结构零件的应用范围越来越广,往往一个零件上既有复杂面形也有微小结构.为了实现复杂面形/结构零件的高效加工,分析了快刀伺服加工方式的特点,设计并研制了音圈电机驱动的快刀伺服系统;基于动力学和电磁学分析,建立了快刀伺服系统的传递函数模型,并对控制方法进行了设计;在此基础上.通过实验对快刀伺服系统进行了性能测试,实验结果表明本文所研制的快刀伺服系统具有较高的运动分辨率、定位精度和工作频响,能够作为快刀伺服加工的进刀装置.     

光学阵列器件的慢刀伺服车削加工技术

慢刀伺服技术是相对于快刀伺服提出的方法.采用C轴、X轴、Z轴联动的方法在极坐标或圆柱坐标内进行加工.光学阵列如微透镜阵列、微反射镜阵列在高速数据、声音和视频信号传输中具有重要作用.将光学阵列看作一个自由曲面,使用慢刀伺服车削技术一次加工成形,可以解决传统加工中将光学阵列分块加工后拼装和调整的困难.但是由于光学阵列表面形状复杂,其表面法线的突变可能会使机床运动超出伺服轴执行能力.根据慢刀伺服加工技术的特点,建立了伺服轴执行能力限制曲线,研究了不同刀具半径补偿方式对加工的影响.实验结果表明,根据机床伺服轴执,厅能力合理选择刀具半径补偿方式可实现微光学阵列器件高精度加工.     

音圈式快速伺服刀架的分析与设计

自由曲面光学零件面形复杂,快刀伺服车削加工是其高效加工手段.针对压电陶瓷型伺服刀架行程小,加工能力有限的问题,提出一种基于音圈式直线电机驱动的快刀伺服方案.音圈式快速伺服刀架行程大,可大大拓宽快刀伺服加工范围.以典型光学零件加工为例,对快速伺服刀架所应具备的关键性能指标进行分析,给出了音圈电机的结构,对音圈式伺服刀架进行了理论建模、控制器设计以及实际性能测试.测试结果表明,所设计的音圈式伺服刀架行程大、频响高,在刀架行程为±100μm时可达到300Hz的频响能力,同样行程下的频响指标优于国外同类产品.     

交替极化阵列滤波性能研究

针对极化敏感阵列在工程应用中所受到的诸多限制条件,本文提出了一种新型交替极化阵列结构,分析了其在滤波抗干扰中的理论极限性能,并与极化敏感阵列滤波性能进行对比研究。研究表明:相对而言,交替极化阵列在设备量减半、信号处理自由度减半的条件下,滤波抗干扰性能逼近极化敏感阵列,克服了极化敏感阵列系统复杂性带来的一系列问题,因此在阵列雷达领域具有广泛的应用前景。     

太阳电池阵组合基板模态参数分析的半解析模型

基于分布参数系统传递函数方法的基本理论,针对空间结构太阳电池阵的特殊结构形式,通过将太阳电池阵基板划分为条形单元,将基板间连接铰链副简化为均匀梁单元,并利用条形单元与梁单元公共结点间位移连续与力平衡条件,建立了空间结构太阳电池阵动力学特性分析的半解析计算模型。得到了太阳电池阵单块基板和多块组合基板的模态参数计算值,并将其计算结果与有限元结果进行了比较。     

新型十字交叉柔性铰链放大机构研究

分析了柔性铰链放大机构的基本工作原理、放大能力与位移损失。通过ANSYS软件对传统单片柔性铰链放大机构和笔者所设计的十字交叉柔性铰链放大机构进行对比,通过实验验证了仿真的正确性,说明笔者设计的十字交叉柔性铰链放大机构的优越性。     

光波导微模具飞切加工工艺

针对目前模压制作工艺中高精度的光波导微模具加工工艺比较复杂的问题,基于金刚石超精密机械加工技术在光学元件微结构的广泛应用提出了光波导微模具的金刚石飞切高效快速的加工方法.通过超精密飞切加工系统以硬铝为模具材料进行了工艺优化的正交试验.试验结果表明:背吃刀量对光波导微结构表面质量的影响相当敏感,主轴转速对微结构表面质量的...     

射频仿真目标阵列系统计算机控制方法的研究

本文简要介绍了射频仿真目标阵列系统计算机控制方案,其中包括结构组成、接口通信控制过程以及彩色图形显示功能。同时,根据实际目标阵列的结构特点,提出了目标阵列系统实时控制的快速算法;分析了此算法的优越性;并且给出了目标阵列系统控制软件的设计方法。目前,目标阵列系统的控制软件已在实际系统中使用,实践表明,效果良好。     

面向可调喷油速率的超高压共轨系统建模及仿真分析

针对常规高压共轨系统在喷射过程内喷油压力较低、无法灵活实现喷油速率改变等问题,提出并设计了立足国内加工能力和技术工艺的面向可调喷油速率的超高压共轨系统.在介绍其工作原理的基础上,基于AMEsim软件建立了系统的仿真模型,并利用试验验证了模型的准确性;通过模型研究了系统的压力特性和喷油控制特性,同时分析了电控增压器的关键...     

柔软物体力触觉形变模型验证系统

为了验证柔性物体力-形变模型的合理性,构建了基于CC2531芯片的无线数据收发平台、力传感器测量平台和FALCON手控器位移测量平台的力-形变模型验证系统。以新鲜猪肝脏为实验对象,研究了弹性形变实验和穿刺实验的作用力与位移之间的关系;以力-形变测量数据为基础,进行了参数验证校调。仿真实验结果表明:模型中力-形变特性与实际测量值保持一致。该系统能广泛应用于柔性物体力-形变模型验证,对于促进力触觉虚拟医学仿真系统的发展具有重要意义。     

舰艇编队作战指挥系统设计与仿真平台

作战指挥系统是海上舰艇编队的神经中枢。针对现代舰艇编队作战指挥系统研制过程的特点,构建了支持协同建模、动态重组、敏捷制造和增量开发等功能的支撑平台。该平台由建模工具、仿真引擎、系统管理与模型部署3个工具组成,重点对建模工具和仿真引擎进行了介绍。建模工具支持多种开发视图、多种建模方法和模型表示方法,特别适用于对复杂大系统进行多层次、多粒度的建模;仿真引擎是模型的求解环境,为模型的运行提供柔性的架构、简单的接口和高级的支撑服务,大大地简化了应用系统的实现,促进了模型的复用。最后,举例说明了如何应用该平台开发一个应用系统。     

PID参数模糊自整定控制器的设计与仿真研究

针对常规PID控制器不能在线进行参数自整定的问题,结合模糊控制技术,提出了一种 PID参数模糊自整定的方法.运用 Matlab模糊逻辑工具箱进行仿真研究表明,该模糊 PID控制器能迅速消除系统余差,改善普通模糊控制器的性能;既具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,保证了调节系统具有良好的动、稳态特性.     

Optimization of process parameters of aluminum alloy AA 2014-T6 friction stir welds by response surface methodology

The heat treatable aluminum-copper alloy AA2014 finds wide application in the aerospace and defence industry due to its high strength-toweight ratio and good ductility. Friction stir welding(FSW) process, an emerging solid state joining process, is suitable for joining this alloy compared to fusion welding processes. This work presents the formulation of a mathematical model with process parameters and tool geometry to predict the responses of friction stir welds of AA 2014-T6 aluminum alloy, viz yield strength, tensile strength and ductility. The most influential process parameters considered are spindle speed, welding speed, tilt angle and tool pin profile. A four-factor, five-level central composite design was used and a response surface methodology(RSM) was employed to develop the regression models to predict the responses.The mechanical properties, such as yield strength(YS), ultimate tensile strength(UTS) and percentage elongation(%El), are considered as responses. Method of analysis of variance was used to determine the important process parameters that affect the responses. Validation trials were carried out to validate these results. These results indicate that the friction stir welds of AA 2014-T6 aluminum alloy welded with hexagonal tool pin profile have the highest tensile strength and elongation, whereas the joints fabricated with conical tool pin profile have the lowest tensile strength and elongation.     

车辆运动模拟器运动参数实时监测系统

针对车辆运动模拟器运动参数的实时测量要求研制了一套计算机实时在线监测系统,介绍了监测系统的组成和功能,通过对车辆运动模拟器油缸位移的分析,推导了模拟器运动参数的理论解算方法,并从数据通讯、处理和管理等方面对监测软件进行分析与设计,从而实现了模拟器运动参数监测模式的多样化。     

卫星柔性热控薄膜材料充放电效应试验

针对柔性热控薄膜材料导电/绝缘多层复合、微纳尺寸厚度的结构特点,采用10～70 KeV电子辐照的方法开展了kapton基二次表面镜薄膜材料充放电特性的测试试验,获得了表面充电电位、静电放电频次等关键参数,并采用蒙特卡罗方法研究了辐照电子在多层薄膜材料内的输运规律。研究结果表明由于kapton基二次表面镜薄膜结构的特殊性,当辐照电子能量为10 KeV时未发生静电放电现象,随着电子能量不断增加,薄膜材料的表面充电电位幅值与静电放电频次呈先上升后下降的变化规律,且在电子能量为25 KeV时空间充放电效应最为显著。