教育部科学技术研究重点项目(104149)
- 作品数：9 被引量：90H指数：6
- 相关作者：张宪民王华付永清邓俊广杨国兴更多>>
- 相关机构：华南理工大学汕头大学更多>>
- 发文基金：教育部科学技术研究重点项目国家自然科学基金广东省自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术建筑科学电子电信更多>>
- 多输入多输出柔顺机构拓扑优化及输出耦合的抑制被引量：14
- 2006年
- 多自由度柔顺机构在微动精密定位和精密操作等领域有广泛的应用,因而研究多自由度柔顺机构的拓扑优化方法就显得十分必要。给出了一种多输入多输出柔顺机构拓扑优化设计的新方法。首先,推导了描述多输入多输出柔顺机构柔性的互应变能公式和描述机构刚性的应变能公式,研究了抑制耦合输出的策略,进一步给出了描述输出耦合效应的计算公式,在此基础上建立了考虑抑制输入输出耦合效应时柔顺机构的多目标拓扑优化设计模型。其次,基于改进的优化准则法给出了优化模型的有效求解算法。最后,通过算例说明了该方法的正确性和有效性,研究结果表明,拓扑优化后柔顺机构可以按照预定的要求运动,其输出耦合现象得到了有效抑制。
- 张宪民陈永健
- 关键词：柔顺机构拓扑优化多输入多输出
- 基于压电陶瓷驱动的精密定位平台研究被引量：10
- 2007年
- 设计了一种基于压电陶瓷驱动的整体式柔顺精密定位平台.建立了柔性铰链的刚度矩阵,给出了平台的理论分析模型;利用模糊自整定PID控制算法对压电陶瓷驱动器进行了闭环控制,提高了驱动器的输出位移精度;提出了一种实验修正方法,提高了平台的定位精度.实验结果表明,平台具有亚微米级的定位精度以及良好的动态特性.
- 王华张宪民邓俊广
- 关键词：压电驱动模糊自整定
- 压电陶瓷驱动器模糊自整定PID控制方法研究被引量：3
- 2006年
- 本文将模糊自整定PID控制思想应用于对压电陶瓷驱动器的控制,运用模糊理论的方法对PID的3个参数进行在线自调整,有效克服压电陶瓷驱动器迟滞、非线性的影响。在LabVIEW环境下实现了该控制算法。在此基础上,建立了实验系统,对压电陶瓷驱动器进行模糊自整定PID控制研究。实验结果表明,该控制方法明显提高了系统的动态性能和稳态精度,同时系统具有较强的适应性和鲁棒性。
- 邓俊广张宪民王华
- 关键词：压电陶瓷驱动器模糊控制PID控制
- 基于有限元方法的柔性铰链式微夹持器优化设计被引量：20
- 2006年
- 设计了一种以柔性铰链为转动副的微夹持器。微夹持器采用压电陶瓷驱动,具有结构简单、加工方便、夹持范围大等优点。在设计过程中,采用有限元方法,推导了柔性铰链的刚度矩阵与一致质量矩阵,优化了微夹持器的结构尺寸。为了验证算法的正确性,根据优化后的尺寸建立了几何模型,并利用ANSYS有限元分析软件对夹持器进行了静力学和动力学分析,分析结果与计算结果吻合较好,说明了算法的正确性。
- 杨国兴张宪民王华
- 关键词：柔性铰链压电陶瓷微夹持器有限元
- 结构及柔顺机构拓扑优化设计中的拓扑图提取被引量：21
- 2006年
- 拓扑图提取是结构和柔顺机构拓扑优化设计中的重要课题,然而,基于有限元法的拓扑优化结果中常常出现棋盘格和中间密度单元,这些问题直接影响着拓扑图的轮廓提取。并指出棋盘格的消除、中间单元的取舍和拓扑图的轮廓提取是结构和柔顺机构拓扑图提取过程中的3个主要问题。对拓扑优化中出现棋盘格和中间单元问题的原因及现有的解决方法进行了讨论。对图像处理中的水平集方法、参数活动轮廓和边缘检测方法3种典型的轮廓提取方法也进行了讨论。
- 付永清张宪民
- 关键词：拓扑优化设计
- 基于小波三次样条插值的柔顺机构拓扑图提取被引量：6
- 2007年
- 针对拓扑优化结果中普遍存在的棋盘格现象,采用小波变换与三次样条插值相结合的方法,对柔顺机构的拓扑图提取进行了研究.首先将拓扑优化解非线性变换到中间变量,以保证算法处理结果满足拓扑变量的约束条件;然后通过小波变换,将中间变量分解为近似系数和细节系数,并利用三次样条插值对近似系数进行处理;接着,将处理后的近似系数进行小波重构,再对重构结果进行非线性逆变换,得到相应的拓扑图;最后,基于拓扑优化的体积约束,评价算法处理结果及确定小波分解尺度.实验结果表明,该算法能有效消除拓扑优化结果中的棋盘格,提取出所希望的柔顺机构拓扑图.
- 付永清张宪民
- 关键词：小波变换柔顺机构三次样条插值
- 结构拓扑优化中水平集方法的快速初始化研究被引量：6
- 2008年
- 水平集方法是求解结构拓扑优化问题中的一种有效方法,该方法主要缺陷是每隔一定时间需要重新初始化水平集函数.因此,本文提出了一种基于偏微分方程和快速步进法的初始化算法.所提出的算法能够区分任意形状的闭合曲线或曲面的内外部,改进了以往初始化算法的数值不稳定缺陷,从而使水平集方法的计算效率和稳定性有了显著的提高.最后,通过算例验证了该算法的有效性.
- 欧阳高飞张宪民
- 关键词：结构拓扑优化水平集方法初始化
- 基于梯度的多图像小波变换运动测量被引量：4
- 2007年
- 利用小波变换的特性,设计了一种基于梯度的多图像小波变换运动测量算法.该算法利用多幅图像的数据计算两幅图像的运动,精度得到了较大的提高;同时结合可靠性检验,对通过了可靠性检验的光流约束利用快速的小波变换,进行多层并行的时间微分.同传统运动估计算法相比,这种多层并行小波变换运动测量算法避免了估计中的误差传播,从而提高了测量精度.实验模拟结果表明,该算法不但实现简单,而且运动测量精度高.
- 卢清华张宪民
- 关键词：小波变换可靠性
- 压电陶瓷驱动三自由度精密定位系统的弹性动力学与输入调理特性研究被引量：12
- 2007年
- 对压电陶瓷驱动三自由度精密定位系统的动力学性能进行了研究。首先建立了系统的弹性动力学模型,采用变截面框架单元描述柔性铰链,给出了其单元刚度矩阵和质量矩阵。通过实验获得了系统的低阶模态参数,并和分析结果进行了比较,验证了所建动力学分析模型的正确性。提出了基于动力学特性分析的驱动输入调理概念。分别采用正弦曲线和五次多项式作为调理函数对系统驱动的动态性能进行了研究。研究结果表明:对驱动输入进行必要的调理是十分必要的,所采用的两种调理方法均有效改善了系统的驱动特性,但由于采用五次多项式作为调理函数完全避免了驱动开始和结束时的加速度冲击,因而可获得更好的驱动效果。
- 张宪民王华胡存银
- 关键词：柔顺机构压电驱动器动力学性能
- 基于柔顺机构的一维手动精密定位平台的分析与设计
- 设计了一种基于柔顺铰链的一维高精度手动平台。平台采用复合柔顺机构作为传动机构。首先建立该平台的理论模型,对工作台的静态特性进行了分析。在此基础上,给出了平台优化模型,并对平台的结构参数进行了优化,实现了高精度与较大行程的...
- 贺珍真张宪民王华
- 关键词：结构优化有限元
