检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2011年第5期51卷 582-586页

作者：刘飞吴丹陈恳宋立滨潘玉龙清华大学精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室北京100084

为了提高半闭环微阵列制备机器人的定位精度,根据机器人运动误差具有方向性的特点,提出了分向前馈误差补偿技术。建立了微阵列制备机器人系统误差前馈补偿的传递函数模型,对系统的准确性、快速性与稳定性进行分析,从理论上证明该方法在... 详细信息

为了提高半闭环微阵列制备机器人的定位精度,根据机器人运动误差具有方向性的特点,提出了分向前馈误差补偿技术。建立了微阵列制备机器人系统误差前馈补偿的传递函数模型,对系统的准确性、快速性与稳定性进行分析,从理论上证明该方法在提高机器人精度方面是可行有效的。研究并实施了回程误差与其他非线性误差的分向补偿算法。在清华大学开发的THU-biorobot微阵列制备机器人上进行了实验研究。结果表明:补偿后机器人的定位精度在±5μm以内,系统动态性能也有显著提高,能够满足微阵列制备要求。

关键词：微阵列制备机器人定位精度分向补偿前馈误差补偿回程误差

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适用于无线传感器网络太阳能系统的MPPT算法

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清华大学学报（自然科学版） 2011年第5期51卷 597-600,606页

作者：李珂杨雪舒爽马骋贾惠波清华大学机密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

结合无线传感器网络节点的工作特点及光伏供电系统特性,设计了一种新型光伏电池最大功率点跟踪算法。利用光伏电池物理特性中最大功率点随工作环境温度变化的事实,在无线传感器网络节点工作周期内将环境温度测量值引入跟踪算法中,实现... 详细信息

结合无线传感器网络节点的工作特点及光伏供电系统特性,设计了一种新型光伏电池最大功率点跟踪算法。利用光伏电池物理特性中最大功率点随工作环境温度变化的事实,在无线传感器网络节点工作周期内将环境温度测量值引入跟踪算法中,实现系统最大功率点跟踪高可靠性、低复杂性、低成本及较高精度的目标。数学模型仿真及小型光伏电池实际测试结果均表明:该算法对最大功率点的跟踪效率达到91%以上,为无线传感器网络太阳能系统提供了可行的实现方法。

关键词：太阳能系统最大功率点跟踪无线传感器网络光伏电池传感器节点

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超精密微动台控制器带宽优化研究

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机械工程学报 2011年第16期47卷 9-13,19页

作者：杨进尹文生朱煜胡金春段广洪清华大学精密仪器与机械学系北京100084 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

为提高超精密微动台的控制带宽,改善控制性能,针对微动台模型包含机械谐振以及时滞的特性研究一种优化回路成形(Optimized loop shaping,OLS)控制器设计方法。通过回路成形方法分析得出PID控制器相位超前量不足是造成带宽受限的主要因素... 详细信息

为提高超精密微动台的控制带宽,改善控制性能,针对微动台模型包含机械谐振以及时滞的特性研究一种优化回路成形(Optimized loop shaping,OLS)控制器设计方法。通过回路成形方法分析得出PID控制器相位超前量不足是造成带宽受限的主要因素,并给出一种能实现高带宽的高阶控制器。利用回路成形(Loop shaping,LS)设计方法将控制器参数设计描述为优化问题,并利用遗传算法对其进行求解。将OLS控制器与试验整定的PID控制器进行试验对比,结果显示采用OLS控制器的系统的上升时间、调整时间、定位精度都有较大幅度地改善,最大超调量有所增加但仍在工程允许的范围内,表明所提出方法能够减小控制器设计对经验的依赖并有效提高地超精密微动台的控制性能。

关键词：超精密微动台控制带宽控制器优化遗传算法

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微机械杠杆力放大效果的计算和提高

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中国惯性技术学报 2011年第1期19卷 91-94页

作者：胡淏董景新刘云峰曹宇清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

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... 详细信息

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。

关键词：微机电系统微机械加速度计谐振梁微机械杠杆有限元分析

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桥式射频MEMS开关上电极薄膜的残余应力改进模型

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纳米技术与精密工程 2011年第1期9卷 16-20页

作者：陈俊收尤政李滨清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器与机械学系北京100084

桥式射频(RF)微机电系统(MEMS)开关的上电极薄膜残余应力影响开关的响应时间、下拉电压等性能参数,降低了开关的可靠性.在分析传统拉伸线模型的基础上,提出了一种改进的残余应力静力学模型,将残余应力扩展到压应力的情况,并可应用于非... 详细信息

桥式射频(RF)微机电系统(MEMS)开关的上电极薄膜残余应力影响开关的响应时间、下拉电压等性能参数,降低了开关的可靠性.在分析传统拉伸线模型的基础上,提出了一种改进的残余应力静力学模型,将残余应力扩展到压应力的情况,并可应用于非对称均布载荷.选取了一组典型的开关参数,计算了双轴残余应力对两端固支MEMS薄膜均布载荷下拉挠度的影响.结果表明,在选取的参数条件下,拉应力增大到1 MPa时,薄膜的最大挠度减少7.95%,压应力增大到-1 MPa时,薄膜的最大挠度增加9.47%,与传统模型的计算结果相比,改进模型消除了非线性叠加产生的约0.3%的误差.采用迭代方法计算下拉电压,对两组实验测试数据与模型计算结果进行了验证,模型计算结果与实验数据基本相符.

关键词： MEMS开关两端固支梁薄膜残余应力

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形状记忆合金驱动的常闭型主动阀(英文)

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纳米技术与精密工程 2011年第6期9卷 551-554页

作者：杜敏叶雄英刘力涛施鏐佳清华大学精密仪器与机械学系北京100084 清华大学精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

本文研究了一种基于形状记忆合金(SMA)驱动的常闭型微阀.该微阀结构由弹性沟道层和形状记忆合金桥两部分组成,利用形状记忆合金微丝在相变过程中产生的拉力,打开微阀结构.通过对微阀的测试得出,其打开压力为4 000 Pa左右,开启时间和关... 详细信息

本文研究了一种基于形状记忆合金(SMA)驱动的常闭型微阀.该微阀结构由弹性沟道层和形状记忆合金桥两部分组成,利用形状记忆合金微丝在相变过程中产生的拉力,打开微阀结构.通过对微阀的测试得出,其打开压力为4 000 Pa左右,开启时间和关闭时间分别为0.6 s和1 s.此外,当电流在0.14～0.30 A内,可得到6.7—75.2μL/min的近似线性流量调节范围.该形状记忆合金常闭微阀的制造采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的软光刻工艺实现,之后采用印刷电路板(PCB)上的形状记忆合金丝焊接组装搭建驱动结构.

关键词：微阀形状记忆合金微流体常闭阀

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基于参数估计的光纤水听器解调系统研究

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仪器仪表学报 2011年第8期32卷 1864-1870页

作者：施清平王凯王利威张华勇田芊清华大学精密仪器与机械学系清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学电子工程系光纤传感研究中心北京100084 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

研究并实现了可工程应用的光纤水听器解调系统,采用相除查找表的PGC解调方案和逐步参数估计的参数提取方法。从理论上详细阐述了参数提取方法原理,并从实验上分析了该方法的稳定性和有效性。实验测试表明1倍频/2倍频相位延迟的提取精度... 详细信息

研究并实现了可工程应用的光纤水听器解调系统,采用相除查找表的PGC解调方案和逐步参数估计的参数提取方法。从理论上详细阐述了参数提取方法原理,并从实验上分析了该方法的稳定性和有效性。实验测试表明1倍频/2倍频相位延迟的提取精度优于5%。光强、伴生调幅和角度修正因子的估算精度分别达到0.5%,2.5%和5%,能够满足实际工程应用要求。所研制的光纤水听器解调系统解调结果谐波分量较少,失真小。相比于标准压电水听器系统,具有很好的线性度。解调系统噪声本底达到-90 dB/Hz@100 Hz和-95 dB/Hz@1 kHz。10 h连续测试,SINAD方差小于1 dB,THD方差约为2 dB,表明系统具有较好的稳定性。上述技术指标,达到了目前工程应用要求。

关键词：光纤水听器相位生成载波椭圆参数估计系统稳定性工程应用

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基于固定相位延迟的相位生成载波检测方法

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中国激光 2011年第8期38卷 144-149页

作者：施清平张华勇王利威田长栋张敏田芊廖延彪清华大学精密仪器与机械学系清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学电子工程系光纤传感研究中心北京100084

为了克服光源频率调制深度、信号相位延迟、伴生调幅等参数对基于正交项解调的相位生成载波(OT-PGC)解调方法的影响,提出一种基于固定相位延迟的PGC检测方法(FPD-PGC),采用3×2耦合器产生固定相位延迟,分别利用两路信号的倍频信号... 详细信息

为了克服光源频率调制深度、信号相位延迟、伴生调幅等参数对基于正交项解调的相位生成载波(OT-PGC)解调方法的影响,提出一种基于固定相位延迟的PGC检测方法(FPD-PGC),采用3×2耦合器产生固定相位延迟,分别利用两路信号的倍频信号进行解调。详细阐述了该方法的检测原理,分析了关键参数的影响。当伴生调幅系数为0.4时,仿真对比了FPD-PGC方法与OT-PGC方法的解调性能,结果表明新方法谐波比提高30dB以上,系统信噪比(SNR)也有显著改善。对实际信号进行解调,得到了类似结果。分析及实验表明该方法完全消除了信号相位延迟的影响,较好地抑制了调频深度和伴生调幅的影响。

关键词：光纤光学传感器检测方法相位生成载波 3×2耦合器调频深度伴生调幅信号相位延迟

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带有力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计

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纳米技术与精密工程 2011年第1期9卷 21-25页

作者：伍康叶雄英陈烽刘力涛周兆英清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学精密仪器与机械学系北京100084

设计了一种静电力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计,加速度计由敏感芯片、半导体激光器、光电二极管以及相应的驱动电路和反馈控制电路组成.敏感芯片为玻璃-硅-玻璃3层结构,通过硅-玻璃键合体硅工艺制成.硅质量块由铝梁支撑,底部... 详细信息

设计了一种静电力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计,加速度计由敏感芯片、半导体激光器、光电二极管以及相应的驱动电路和反馈控制电路组成.敏感芯片为玻璃-硅-玻璃3层结构,通过硅-玻璃键合体硅工艺制成.硅质量块由铝梁支撑,底部玻璃基片上有金属光栅和电极,通过在质量块和底部玻璃基片上的电极之间施加电压可以调节质量块与玻璃基片间的间隙.入射激光照射到敏感芯片上的光栅上,产生衍射光束,其光强随质量块与下玻璃的间距而变化.反馈控制电路通过测量衍射光强的变化来改变质量块与底电极之间的电压,使得质量块与底部玻璃基片的距离保持为入射光波长1/8的奇数倍,从而提高输出线性度,改善灵敏度,增大量程.

关键词：微加速度计光栅干涉力反馈三明治

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速度与角速度双积分匹配传递对准

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清华大学学报（自然科学版） 2011年第4期51卷 443-447页

作者：孔星炜董景新郭美凤清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 空军工程大学工程学院西安710038

为降低载体挠曲变形对传递对准的影响,提出了"速度+角速度双积分"匹配方法。与姿态匹配相比,角速度双积分匹配对载体挠曲变形不敏感。结合速度匹配,"速度+角速度双积分"匹配可减小挠曲变形引起的传递对准误差。参... 详细信息

为降低载体挠曲变形对传递对准的影响,提出了"速度+角速度双积分"匹配方法。与姿态匹配相比,角速度双积分匹配对载体挠曲变形不敏感。结合速度匹配,"速度+角速度双积分"匹配可减小挠曲变形引起的传递对准误差。参照挂飞试验测得的机翼挠曲变形数据,进行了传递对准的Monte Carlo仿真。仿真结果表明:采用"速度+角速度双积分"匹配方式相比采用传统的"速度+姿态"匹配,最大姿态估计误差减小超过30%,陀螺和加速度计的零偏估计误差也有不同程度的减小。车载实验验证了这种方法的有效性。

关键词：惯性导航系统传递对准角速度双积分匹配 Monte Carlo方法车载试验

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