收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微制造平台振动主动控制研究

张春良  
【摘要】:本论文以研究微制造平台振动主动控制为主要目的,结合国家自然科学基金资助项目“精密装置仿生隔振系统理论及基础技术研究”(No.50075078),积极吸收相关学科的新思想、新理论、新技术,采用理论研究、计算机仿真与实验研究相结合的研究方法,建立了微制造平台六自由度仿生隔振系统及其振动模型,系统地进行了动力学分析、优化、控制和相应的技术基础研究与实验研究。 第一章,阐述了本论文研究的背景与意义,详细介绍了国内外振动主动控制技术的研究现状以及微制造平台隔振技术国内外的发展情况,提出了论文研究的主要内容。 第二章,在分析啄木鸟头部独特生物构造及其隔振机理的基础上,运用仿生学原理,建立了微制造平台六自由度仿生隔振系统及其动力学模型;定义和研究了在基础干扰和直接干扰同时作用的复杂环境下隔振系统的振动传递率问题;研究了微振动环境下空气弹簧的振动模型;对微制造平台隔振系统进行了实验模态分析。 第三章,针对宽频干扰信号,提出了以主动控制频率范围内振动传递率的积分最小为优化目标函数,应用遗传算法对主动控制系统反馈参数进行了优化计算。基于控制系统可控性和可观性准则,对致动器/传感器的优化配置进行了分析。研究了微制造平台双层隔振系统在基础干扰和直接干扰同时作用的复杂激励环境下、对于主动隔振致动器的3种不同安装方式下的动力学特性,分析了主动控制力与被动隔振器参数之间的关系。 第四章,在分析超磁致伸缩材料工作特性的基础上,研制了一种用于微制造隔振平台振动主动控制的超磁致伸缩致动器,对超磁致伸缩致动器的静态特性和动态特性进行了实验测试与分析,对其输出特性进行了建模。 第五章,研究了PID控制、LQG控制、H∞控制、模糊控制和神经网络控制等多种控制方法在微制造平台振动主动控制中的应用,通过计算机仿真方法研究了各控制算法对不同干扰类型、不同频段的振动控制效果,并进行了分析比较。研究表明采用模糊控制或神经网络控制时,主动控制的效果明显优于PID控制、LQG控制或H∞控制。 第六章,在研究广义预测控制算法的基础上,提出了一种改进的自适应广义预测控制算法。该改进算法既考虑了控制信号的纵向信息,又考虑了控制信号的横向信息,不仅可使控制系统具有容错能力,减少控制信号的振荡性和饱和性;而且有利于抑制超调和提高跟踪速度,特别是对提高存在不确定性时滞系统的广义预测控制性能和鲁棒性效果明显。将所提出的改进自适应广义预测控制算法与模糊控制结合起来,应用于微制造平台的振动主动控制中,实现了广义预测控制与模糊控制的优势互补。仿真研究表明所设计的微制造平台模糊广义预测控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力和时域性能,可在非常宽的频率范围内将由基础干扰和直接干扰所引起的微制造平台的振动在被动控制的基础上减少90%以上,效果十分显著。 第七章,研制了基于工业PC机为核心的微制造平台振动主动控制系统,进行了相应的软硬件系统设计,对微制造平台进行了被动隔振、PID控制和模糊广义预测控制的实验研究。实验结果表明采用本文所提出的模糊广义预测控制算法可使微制造平台的振动在被动隔振的基础上减少80%左右,比采用PID控制算法时的控制效果有明显的改善。 第八章,对本论文的研究工作和研究成果进行了总结,展望了未来的研究工作。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 沙莎;王强;赖疆;;仿生学在桥梁建筑中的应用及前景展望[J];科技资讯;2007年27期
2 廖鹰翔,陈乃立;仿生学与包装设计[J];包装工程;1999年03期
3 辛参;轮胎设计中的仿生学[J];发明与创新;2005年03期
4 李惠军;;以仿生学促进技术创新的思路分析[J];企业活力;2008年04期
5 朱天阳;周俊良;姚敏;;浅谈仿生学在军事发展中的应用[J];艺术教育;2008年12期
6 温媛媛;;建筑节能中的仿生学研究[J];建筑节能;2009年10期
7 蒋冬青;;建材仿生学研究综述[J];陕西建筑与建材;2004年08期
8 郑柯辑;;知识漫谈[J];思想政治课教学;1984年07期
9 程勒;风机节能的一种新方法—仿生学叶片的试验研究及节能分析[J];节能技术;1989年06期
10 杨兰生;钟刚;;仿生扑翼飞行机构模型的研究[J];哈尔滨科学技术大学学报;1992年01期
11 于希贤,于洪;中国古城仿生学的文化透视[J];城市规划;2000年10期
12 梅德庆,陈子辰;微制造平台的精密隔振系统研究[J];光学精密工程;2001年06期
13 徐楠,陈举华;基于仿生学的材料疲劳损伤修复研究进展[J];青岛大学学报(工程技术版);2004年02期
14 王艺湘;;仿生学在包装设计中的运用[J];包装工程;2006年02期
15 李光辉;杨子胜;吴金洪;;建筑仿生设计浅谈[J];山西建筑;2008年03期
16 赵锡珠;金明姬;刘海波;;浅谈建筑创作的仿生学技术应用[J];低温建筑技术;2008年04期
17 沈丽虹;;住宅小区规划设计中的仿生学理念探讨[J];太原理工大学学报;2008年S2期
18 张颖;朱兴龙;;仿生爬行机器人研究中的关键技术[J];徐州工程学院学报(自然科学版);2009年03期
19 眭佳;;谈仿生学对空间形态设计的启迪[J];网络财富;2010年23期
20 杨兰生;;仿生机构的组成及基本类型[J];哈尔滨科学技术大学学报;1991年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 童秉纲;;从仿生学角度谈智能变形飞行器的发展[A];智能可变形飞行器发展前景及我们的选择——新观点新学说学术沙龙文集(32)[C];2009年
2 章海骢;;仿生学在灯具设计中的应用[A];海峡两岸第八届照明科技与营销研讨会专题报告文集[C];2001年
3 林艳萍;黄润青;奚立峰;王成焘;;太阳能车仿生学造型及座椅人机工学设计[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
4 卓新;吴杰;叶长青;董丹申;;空间结构仿生学研究[A];我国大型建筑工程设计的发展方向论文集[C];2005年
5 任露泉;刘燕;李建桥;丛茜;韩志武;;仿生学交叉学科高层次人才教育[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(上册)[C];2006年
6 卓新;董石麟;;基于仿生学的空间结构形体设计[A];第三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2003年
7 吴方笑薇;;倒转头来看世界——可持续发展教育的前路[A];2005中国可持续发展论坛——中国可持续发展研究会2005年学术年会论文集(下册)[C];2005年
8 戴振东;孙久荣;;壁虎运动系统及其运动仿生[A];中国动物学会两栖爬行动物学分会2005年学术研讨会暨会员代表大会论文集[C];2005年
9 张代兵;;仿鱼推进器的研究现状与关键技术[A];第25届中国控制会议论文集(下册)[C];2006年
10 成彬彬;张海;;听觉系统内毛细胞Meddis模型的分析与仿真[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张春良;微制造平台振动主动控制研究[D];浙江大学;2003年
2 郝陶群;基于仿生学视角的区域创新系统构建理论及应用研究[D];吉林大学;2008年
3 尚欣;吉林省农业产业结构优化及仿生学分析[D];吉林大学;2007年
4 张哲;仿生电子鼻传感器阵列设计及其在牛肉品质检验中的应用[D];吉林大学;2008年
5 刘颖;空间图形的表达、识别与综合[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
6 张伏;淀粉/玉米秸秆纤维复合材料的制备及仿生层构板材[D];吉林大学;2007年
7 刘岚;微型扑翼飞行器的仿生翼设计技术研究[D];西北工业大学;2007年
8 张代兵;波动鳍仿生水下推进器及其控制方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
9 徐良;硬岩钻进用仿生耦合金刚石取心钻头研究[D];吉林大学;2009年
10 邱兆美;蝴蝶鳞片微观耦合结构及其光学性能与仿生研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 熊伟;仿生与建筑创作[D];重庆大学;2003年
2 胡忧;仿生学在舞蹈服饰中运用的研究[D];湖南师范大学;2006年
3 王晶晶;仿生学视角的中小型科技企业成长机制研究[D];山东师范大学;2009年
4 刘伟;灯具的仿生设计研究[D];山东大学;2009年
5 仓力佳;生态建筑的仿生研究[D];华中科技大学;2005年
6 穆晓枫;仿蝌蚪游动微型机器人的研究[D];浙江大学;2004年
7 于克龙;微型泳动机器人理论及实验研究[D];浙江大学;2005年
8 刘宇;仿生在家具趣味化设计中的应用[D];东北林业大学;2007年
9 赵维福;龙虱吸盘的仿生学特性及其真空吸盘组的仿真模拟研究[D];吉林大学;2006年
10 程霜梅;波纹形曲面仿生推土板表面数学建模及优化设计[D];吉林大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王静;宝马汽车研发用上了仿生学[N];中国经济导报;2005年
2 本报记者 刘霞;仿生学:从大自然中攫取思想的火花[N];科技日报;2009年
3 记者 赵颖;“仿生学”引领汽车内饰潮流[N];中国纺织报;2010年
4 阎庚;仿生学研究又进一步[N];中国知识产权报;2000年
5 本报记者 游雪晴;学习生物之长[N];科技日报;2004年
6 张曦 钱月;源于大自然的启迪——仿生学[N];上海科技报;2004年
7 李坤;建筑仿生学渐成时代潮流[N];中国房地产报;2005年
8 证券时报记者 杨浩;爱能科技:仿生学节能环保先锋[N];证券时报;2010年
9 姚飞航 荣高晋;仿生学:向动物学习治病[N];人民政协报;2005年
10 本报记者 黄震;仿生学应用的典范 Mercedes-Benz Bionic Concept[N];当代汽车报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978