机械工程学报

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赵勃;王鹏飞;孙立宁;李满天

. 2011, 47(11): 1-6.

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设计一种双偏心质量块驱动的球形机器人，运动时球体同时受到内部驱动单元产生的偏心力和惯性力的作用。由于独特的球形外壳与地面之间近似点接触，机器人在动静状态转换过程中，摩擦阻力无法抵消因内部驱动单元微小的运动误差而带来的机器人运动状态的改变。为了使球形机器人直线运动能够平稳启停且速度可控，研究一种双偏心质量块驱动球形机器人的直线运动控制方法。基于拉格朗日方程建立直线运动的动力学模型，分析动力学参数之间的关系，提出一种基于高斯函数的平滑轨迹直线运动控制方法，通过仿真从理论上验证控制方法的正确性。设计直线运动反馈控制器以保证实际控制信号精确跟踪期望值，通过仿真和样机试验验证控制器的有效性。

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面向任务的并联结构六维力传感器设计

王航;姚建涛;侯雨雷;王志军;赵永生

. 2011, 47(11): 7-13.

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目前研究并联结构六维力传感器多以各向同性作为传感器性能优劣的评价指标，而实际中，传感器是用来执行一定的任务，而这一任务并不一定需要传感器为各向同性的结构。故而，面向任务的传感器结构设计具有重要的工程实践意义。基于此，应用螺旋理论建立并联式六维力传感器的静态数学模型；基于抓取规划中作业建模思想，建立传感器的任务模型，并将任务模型分为力椭球模型和力矩椭球模型；系统深入地研究传感器模型和任务模型之间的关系。推导出传感器结构参数与任务模型之间的解析关系式，提出基于任务的传感器性能优劣评价的数学描述。以新型整体预紧式双层并联结构六维力传感器为例，针对执行插销作业和探测任务分别进行具体的传感器结构参数设计，得到了传感器结构参数与任务之间的关系式。研究内容为并联结构传感器在实际应用中的结构设计奠定了基础。

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基于双四杆机构的蟑螂机器人设计与分析

任冠佼;陈伟海;陈斌;王建华

. 2011, 47(11): 14-22.

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针对蟑螂机器人直接串联式腿构形承载能力差、机体刚度不能满足要求，以及单腿少于3自由度构形不能精确控制机体位姿的问题，设计一种基于双四杆机构的仿生蟑螂机器人。对机器人求运动学逆解，求得各个驱动关节转角；对机器人进行静力学分析，通过解析法得到关节驱动电动机所需的驱动转矩；用可视化的方法对机构的工作空间进行分析，同时提出快速工作空间与越障工作空间的概念来衡量机器人的平面运动性能与越障性能；制作样机进行行走试验。通过与直接串联构形的比较可知，新设计的样机不仅提高了移动速度，同时增加了系统承载能力，验证了上述设计的合理性与可行性。

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基于有限元法的螺旋锥齿轮啮合刚度计算

唐进元;蒲太平

. 2011, 47(11): 23-29.

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螺旋锥齿轮啮合刚度计算是其动力学分析的基础，螺旋锥齿轮动力学分析中多用正弦或余弦级数对轮齿刚度曲线进行近似处理，进而影响动力学分析计算的精度。基于螺旋锥齿轮加载接触有限元分析原理，研究螺旋锥齿轮啮合刚度计算方法，给出使用有限元软件计算螺旋锥齿轮刚度的关键技术及前处理方法，应用有限元分析软件ABAQUS构建一对五齿螺旋锥齿轮模型并计算出法向接触力和综合弹性变形量，得到单齿啮合刚度和多齿综合啮合刚度，分析不同载荷对刚度曲线的影响，结果表明载荷的变化会对刚度曲线的幅值和周期产生较大的影响，在计算刚度曲线时需考虑载荷对重合度以及接触位置的影响，通过计算直齿轮刚度并和已有文献作对比验证了该方法的正确性，研究工作为螺旋锥齿轮动力学分析提供了基础条件。

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基于改进快速搜索随机树法的机械手路径优化

周芳;朱齐丹;赵国良

. 2011, 47(11): 30-35.

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针对多关节机械手路径优化问题，提出一种改进快速搜索随机树(Rapidly-exploring random trees, RRT)优化算法。利用标准RRT算法规划初始可行路径，根据路径长度与路径安全性计算出该路径代价。在后期搜索树生长过程中，中间目标点并非随机采样，而是选择能使当前路径代价低于其之前路径代价的节点，同时对该节点进行距离检测，避免产生过于密集的节点集。为加快搜索树向未知区域的扩充速度，从最近节点向中间目标点扩充过程中，采用一种贪婪启发式扩充算法：节点以一定步长循环扩充，直至扩充到达目标节点或产生不连通节点。最后对6自由度检修机械手进行路径规划仿真试验，结果表明相对于标准RRT算法，规划路径的质量得到大幅提高。

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新型过约束并联机构2RPU+UPU动力学模型

胡波;路懿;许佳音;于晶晶

. 2011, 47(11): 36-43.

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提出一种新型的过约束2RPU+UPU机构，该机构的两个RPU分支一共提供了4个约束，但由于机构运动副的特殊布置，其中的两个约束为过约束。机构中的UPU分支为机构提供了一个约束力。建立该机构的速度约束方程，并基于此分析了该机构的自由度。建立该机构的几何约束方程，确立表达机构末端位姿的独立运动参数。导出机构上平台的位姿、速度和加速度耦合关系。求解该机构的运动学反解、速度、加速度，建立机构RPU分支和UPU分支详尽的运动学模型。基于虚功原理和该机构的运动学模型建立该机构的动力学模型，并采用Matlab软件对该机构动力学进行模拟仿真，模拟结果表明理论结果完全正确。所用的方法同样适合于其他过约束并联机构。

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摩擦诱发极限环的分析与自适应主动控制

王永富;王殿辉;柴天佑

. 2011, 47(11): 44-51.

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摩擦诱发的自激振动对工程系统有很大的危害性。理解摩擦自激振动的成因以及寻找相应的振动控制策略对工程系统设计具有重要的理论和实际意义。通过对常用的两类摩擦模型数值特征分析探讨了摩擦自激振动问题，并提出一种基于模糊建模的自适应主动控制策略。讨论摩擦自激振动的解析解并对Coulomb摩擦和Stribeck摩擦产生的极限环进行数值仿真研究。考虑到传统摩擦力模型的缺陷以及不具备自学习和自适应环境的能力，提出采用自适应模糊建模技术在线逼近摩擦力并将辨识结果用在振动的主动控制器设计中。数值仿真结果表明基于自适应模糊系统补偿的PD主动控制技术的有效性，该主动控制对抑制极限环的振幅具有良好的效果，不但可以消除极限环，而且也可以消除稳态误差。

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以广义力传递率为目标的动力总成隔振悬置系统优化设计方法

王亚楠;吕振华

. 2011, 47(11): 52-58.

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定义动力总成悬置系统的广义力传递率及其积分和，适于作为动力总成悬置系统隔振特性优化设计计算的评价指标。提出以广义力传递率积分和极小化为目标的动力总成悬置系统优化设计计算方法，对动力总成—悬置系统的刚体振动模态频率的分布范围加以约束，可实现悬置系统布置参数和悬置元件刚度的优化。基于一种客车的动力总成—悬置系统，进行较完整的优化设计计算分析，使系统的广义力传递率、各阶固有振动频率的频率比和动态力传递率均得到了明显改善，证明了这种优化设计方法的可行性和有效性。

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面向机身颤振模型结构设计的拓扑优化方法

杨睿;刘玚;钱卫;杨绪印

. 2011, 47(11): 59-63.

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飞机颤振模型的结构设计是一个以固有频率为目标且具结构相似要求的反求问题。为了实现设计兼具结构和弹性特征相似的机身比例模型的目的，提出基于拓扑优化技术的机身颤振模型结构设计方法。该方法采用含规则几何形状的有限元集合描述机身骨架的结构特点，引入独立于有限单元网格的“节”作为结构修改的基本单位，构建与原机结构相似的格栅骨架加蒙皮有限单元模型，并将拓扑优化中的相邻敏度分配法与双向渐进结构法相结合，实现了以频率为目标、以体积为约束的拓扑优化。经过某圆筒机身的颤振模型优化算例证明，该方法有效地保证了优化后模型与原模型的结构相似性，并且达到了给定的固有频率，为飞机颤振模型设计提供了有益的借鉴方法。

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基于矢双谱的智能故障诊断方法

李凌均;韩捷;李朋勇;雷文平;董辛旻

. 2011, 47(11): 64-68.

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支持矢量数据描述(Support vector data description, SVDD)是一种单值分类方法，可以解决故障诊断中故障样本缺乏的问题。矢双谱方法是基于全矢谱信息融合的双谱分析方法，能够有效融合旋转机械的双通道信息，更加全面、准确地反映信号中所包含的非线性故障特征信息。为实现在缺乏故障样本的情况下，对设备故障进行有效的智能诊断，提出一种矢双谱和SVDD相结合的智能故障诊断方法。采用矢双谱对双通道信号进行处理并提取特征矢量，作为SVDD的输入参数，建立起分类模型即可对机器运行状态进行分类。将该方法应用于齿轮箱的故障诊断中，结果表明可有效提取齿轮箱信号的特征信息，提高SVDD在故障诊断中的准确度。

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磁流变弹性体隔振器的设计与振动特性分析

魏克湘;孟光;夏平;白泉

. 2011, 47(11): 69-74.

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磁流变弹性体是磁流变材料的一个新的分支，兼有磁流变液和弹性体的优点，在结构振动的主被动一体控制中有着广泛的应用前景。利用磁流变弹性体的可控刚度和阻尼特性，基于挤压式受力方式，设计一种磁流变弹性体隔振器，并对其在不同外加控制电流和激励频率下的振动响应特性进行了相关试验测试，分析和研究外加控制电流和激励频率对隔振器的振动响应特性和隔振效果的影响。试验结果发现，在外加电流的作用下，磁流变弹性体能有效增大结构阻尼，改变隔振器振动响应谱峰值的频率和幅值，提高系统的隔振效果。结果表明所设计的磁流变弹性体隔振器能在外加电流的控制下，实现对结构振动响应峰值的移频和减幅作用，具有较好的主被动一体减振效果。

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表面纳米化预处理对1Cr18Ni9Ti不锈钢渗硫层摩擦学性能的影响

马国政;徐滨士;王海斗;司洪娟

. 2011, 47(11): 75-81.

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用超声速微粒轰击表面纳米化技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了晶粒尺寸约为30 nm的具有随机取向的等轴状纳米晶表层，后用低温离子渗硫技术在部分纳米化样品和原始样品表面分别制备了硫化物层。在УТИ-1000型球盘式摩擦磨损试验机上对比研究了干摩擦条件下纳米化处理前后的1Cr18Ni9Ti不锈钢及两种渗硫试样的摩擦学性能。结果表明，纳米化处理明显提高了1Cr18Ni9Ti钢的摩擦学性能和低温离子渗硫的效果，纳米化表面的摩擦因数由0.65降低到0.45，而纳米化预处理后渗硫层厚度由1 μm增加到3.5 μm。分析认为，这些性能的提升主要与纳米晶表面层具有较高的硬度、强度和化学活性有关。原始1Cr18Ni9Ti钢的主要磨损机制为磨料磨损和粘着磨损，而表面纳米化处理后转变为以疲劳磨损为主。

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普通离子液体润滑剂的润滑成膜性能研究

解国新;雒建斌;郭丹;刘书海;肖华平;路新春

. 2011, 47(11): 82-86.

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目前离子液体在机械润滑研究领域受到重视，但对离子液体润滑成膜能力的研究还不多。利用纳米级膜厚测量仪考察几种具有不同阳离子侧链长度的普通磷酸盐离子液体在不同压力下的成膜能力，同时利用相近粘度的硅油作为对比对象，探讨离子液体的润滑失效及抗压能力。结果表明，在卷吸速度较高时，这几种离子液体的润滑行为符合弹流润滑规律，而在较低卷吸速度时符合薄膜润滑规律。在薄膜润滑区域内，随着阳离子侧链长度的增加，由于单位体积内离子数的减少以及空间位阻效应的存在，接触区中心膜厚测量值与弹流理论计算值之间的差异变小；当卷吸速度降低到0.1 mm•s1左右时，未见这几种离子液体存在流体膜的失效点。由于离子液体中离子与带电固体表面之间存在较强的静电作用，使离子液体比相近粘度的硅油具有更强的抗压能力。

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弹塑性粗糙体/刚体平面滑动摩擦过程热力耦合分析

黄健萌;高诚辉

. 2011, 47(11): 87-92.

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建立一具有三维分形特性的弹塑性粗糙表面与一理想刚性平面接触的热力耦合模型，充分考虑粗糙表面接触微凸体间的相互作用及接触界面摩擦热流耦合等的影响。运用大型有限元软件ANSYS中的非线性有限元多物理场方法，数值模拟并分析了滑动摩擦过程粗糙实体的热、力分布规律。发现由于速度的突变，滑动初始摩擦表面最高温度急剧升高，而匀速滑动中温升缓慢；整个滑动摩擦过程中粗糙表面的VonMises等效应力分布极其不均，且在接触凸点后方距表面一定深度处存在一拉应力区；在滑动瞬间及其闪点温度形成时，粗糙实体表面的VonMises等效应力发生明显变化，且最大拉应力值及其拉应力层厚度明显增大，此结果为材料裂纹萌生及扩展提供了一定的理论依据。

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表面粗糙度对硬盘超低飞高气膜静态特性的影响

史宝军;季家东;杨廷毅

. 2011, 47(11): 93-99.

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硬盘(Hard disk drives, HDDs)是当前信息存储的主要器件，它的尺寸越来越小、容量越来越大，磁头的飞行高度越来越低。基于考虑气体稀薄效应修正Reynolds方程的线性流比(Linearized flow rate, LFR)模型，采用一种无网格法——最小二乘有限差分(Least square finite difference, LSFD)法，求解引入压力流因子和剪切流因子的量纲一雷诺方程，并且研究表面粗糙度对硬盘超低飞高(1～2 nm)气膜静态特性的影响。数值结果表明，表面粗糙度对超低飞高气膜压力分布和承载力的影响较大，而对压力中心的影响较小；飞行高度越低和/或表面粗糙度值越大，对压力分布及承载力的影响越明显；在粗糙度值相同的条件下，仅磁头粗糙且取横向粗糙度时，系统压力分布最高，气膜承载力最大；各种情况下，表面粗糙度对压力中心的变化影响不大，说明磁头飞行比较平稳，系统稳定性较好；另外，基于LFR模型研究表面粗糙度对硬盘气膜静态特性的影响，不仅数值结果精度高，并且具有很高的计算效率。

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机械重大装备寿命预测综述

张小丽;陈雪峰;李兵;何正嘉

. 2011, 47(11): 100-116.

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寿命预测理论是机械零件与装备安全服役的关键基础，也是现代机械设计与制造必须涵盖的重要方面。机械重大装备寿命预测技术对国民经济发展和国防建设具有重要意义。在过去近一个世纪与失效事故的斗争中，人类通过对诸如飞行器、舰船、车辆、发电机组等机械重大装备的研究，建立了基于力学的寿命预测理论、基于概率统计的寿命预测理论以及基于信息新技术的寿命预测理论等学科分支。针对机械重大装备寿命预测研究方法的特点和应用状况，综述国内外相关文献的研究现状，总结当前机械重大装备寿命预测研究的热点与成就，归纳当前机械重大装备寿命预测研究在理论建模与试验中存在的若干问题，分析机械重大装备寿命预测具有理论建模难、试验验证难以及数据积累分析难的特点，为今后进行深入的寿命预测研究提供可以借鉴的研究方向。

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基于热误差神经网络预测模型的机床重点热刚度辨识方法研究

阳红;方辉;刘立新;张定金;殷国富;徐德炜

. 2011, 47(11): 117-124.

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为了合理分配机床热刚度并为机床零部件的热刚度优化提供依据，提出一种基于热误差神经网络预测模型的机床重点热刚度辨识方法。该方法针对机床不同零部件的热刚度对整机热刚度的影响具有不完全相同的特征，定义一种机床重点热刚度的概念。根据机床温度和热误差试验数据，利用径向基神经网络建模精度高和泛化能力强的特点，建立一种机床热误差神经网络预测模型。以机床不同零部件达到热平衡后产生的单位温升为热误差预测模型的输入矢量，计算热误差变化值作为机床重点热刚度的辨识依据，在此基础上阐述机床重点热刚度辨识方法的原理和实施步骤。将该方法应用在一台高架桥式龙门加工中心的重点热刚度辨识上，辨识结果与验证试验得到的结果相一致。

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基于响应面法的立式加工中心动静态多目标优化

姜衡;管贻生;邱志成;张宪民;陈忠;许冠

. 2011, 47(11): 125-133.

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为了满足在保证加工中心初始动静态刚度的条件下达到整机轻量化的要求，提出基于质量和第一阶固有频率为目标函数的整机多目标优化设计方法。将有限元分析和模态试验相结合，测试和分析整机动态特性，确保有限元模型精度。通过中心复合设计的试验方法选取合适的结构有限元分析样本点，在ANSYS仿真软件中对样本点处的整机动静态特性进行计算和分析，根据获取的响应值建立反映结构设计输入与响应输出关系的二次多项式响应面模型。利用转移哈默斯利抽样技术，抽取均匀分布于设计空间中的样本点，并对其进行权衡排序，获得较优的初始种群。运用多目标遗传算法对加工中心整机质量和第一阶固有频率进行多目标优化，得到Pareto优化解集，在保证加工中心整机动静态性能不降的前提下，质量减轻6.58 %。结果表明，该方法具有较高的精度和较强的工程实用性。

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考虑俯仰角的消防水炮射流轨迹理论模型

闵永林;陈晓阳;陈池;胡传平

. 2011, 47(11): 134-138.

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消防水炮要实现智能化，需要根据火情的方位确定其俯仰角和回转角，其中俯仰角的确定十分关键，它有赖于对其射流轨迹的准确预测。现有研究中对常用消防水炮射流轨迹的模拟，其射程的相对误差甚至超过40%，致使消防水炮的控制经常需要人的参与。基于牛顿第二运动定律和空气阻力与速度平方成比例的关系，提出一种消防水炮射流轨迹模拟的新理论模型，模型中考虑空气阻力对不同俯仰角下水射流分速度的影响。计算时只需给定两个俯仰角下的射程数据通过牛顿法确定模型中的未知参数，采用求解初值问题的四阶Runge-Kutta法求解微分方程组。通过实际算例和试验证明，采用该模型模拟出的射流轨迹与实际的射流轨迹比较吻合，射程相对误差在4%以内，可为消防水炮的智能控制研发提供借鉴意义。

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基于设备空闲事件驱动的综合调度算法

谢志强;辛宇;杨静

. 2011, 47(11): 139-147.

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针对基于拟关键路径法(Allied critical path method, ACPM)的综合调度算法按路径长度确定工序的调度次序，形成工序组间的并行处理，使设备产生较多空闲时间的问题，提出基于设备空闲事件驱动的综合调度算法。该算法主要是根据空闲设备选择加工工序，思路是以每次工序加工结束作为一次设备空闲事件，驱动空闲设备进行一次可调度工序的寻找；如果可调度工序唯一，则调度此工序；如果可调度工序不唯一，选择父结点路径长的工序；如果父结点最长路径相同，选择用时短的工序。由于该算法在调度工序时不考虑工序序列且以设备空闲驱动，使得该算法按工序并行处理且能充分利用设备空闲时间，避免基于ACPM法产生较多设备空闲时间的问题。另外，由于该算法无需判断空闲时间段的大小、相同设备间的使用均衡和无需空闲设备频繁检测可调度工序，可节约大量的判断操作。实例表明所提出的算法不仅比系列 ACPM 法设备利用率都高，而且简便可行。

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基于平底刀端铣的叶轮流道底面精铣算法研究

樊宏周;席光

. 2011, 47(11): 148-154.

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针对任意扭曲叶轮五轴整体铣制流道底部精铣，为提高加工质量和效率，通过球头刀和平底刀各自特点的比较和实践，提出一种基于平底刀端铣的叶轮流道底部精铣改进算法。建立法矢量控制刀轴矢量工件坐标系，结合刀倾角、刀摆角以及叶轮流道底部具体几何特征，推导出法矢量控制刀轴矢量算法；再对比球头刀端铣，建立平底刀端铣有效切削轮廓模型，推导出平底刀端铣切削轮廓的椭圆公式、固定残留高度平底刀端铣加工带宽的计算方程；参考等参数法和等残留高度法各自优点，提出一种拟三角形刀位轨迹算法并详细描述平底刀精铣流道底部的工艺过程；通过切削仿真、数控程序参数对比等分析该流道底部精铣改进算法在数控加工中的高效性；以离心叶轮实际加工，验证了算法在实践中的可行性。

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拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削中的砂轮廓形优化方法

李国龙;李先广;刘飞;孙孟辉

. 2011, 47(11): 155-162.

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拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削时，砂轮与齿轮的接触线随时在变，基于齿轮任一截面齿形计算出的砂轮廓形都会引起较大的磨削误差，为此，提出一种减小磨削误差的砂轮廓形优化方法。依据空间啮合原理，采用抛物线附加径向运动轨迹，建立成形砂轮廓形求解数学模型；平行于齿轮端面等距截出多个平面齿廓，求解出以点表示的不同齿廓对应的砂轮廓形，再将各砂轮廓形投影到同一平面生成点云，通过区间划分，采用最小二乘法求解出每个区间点云的拟合点，连接各拟合点形成优化的砂轮廓形。为验证砂轮磨削效果，由砂轮与齿轮的啮合条件，建立由砂轮廓形求解齿轮齿形的反算数学模型，给出实际齿形与设计齿形的偏差计算公式。以一种齿向修形齿轮为例，进行成形磨轮廓形计算及优化，磨削误差分析结果表明该方法有效，可用于修形齿轮的成形磨轮廓形计算，并可有效降低修形齿轮的成形磨削误差。

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高速面铣刀气动噪声及其频谱分析

刘战强;吉春辉;刘鲁宁;艾兴

. 2011, 47(11): 163-168.

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高速面铣削过程中的噪声严重影响工作人员的健康，偶极子声源是气动噪声的主要声源，基于Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H)方程建立高速面铣刀气动噪声预测模型，采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)的方法对气体流动特性进行数值模拟，进行高速面铣刀空转噪声测试试验，噪声预测声压级比噪声测试声压级低4.0 dB左右。研究结果表明容屑槽区域和刀片前刀面是影响高速面铣刀气动噪声的主要因素，高速面铣刀气动噪声在轴向具有明显指向性。结合频谱分析发现紊流噪声分布在较广的频率段，决定了气动噪声的大小，但旋转频率上离散噪声的强度往往很大。高速面铣刀气动噪声预测模型可为低噪声高速面铣刀设计和合理应用提供理论依据。

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工程陶瓷高速深磨磨削力模型的研究

谢桂芝;尚振涛;盛晓敏;吴耀;余剑武

. 2011, 47(11): 169-176.

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为实现工程陶瓷优质高效的磨削加工，对高速深磨磨削机理和工程陶瓷材料损伤机理进行深入系统的研究，建立工程陶瓷高速深磨磨削力的数学模型，并对该模型进行试验验证。结果表明，模型的计算值和试验结果的趋势一致，数值也非常接近。工程陶瓷磨削力模型与磨削试验均表明工程陶瓷的磨削力与材料的去除方式、力学性能及工艺参数有关。在材料发生塑性变形去除的磨削过程中，显微硬度越高材料的磨削力越大；材料脆性断裂去除时，断裂韧度越高、显微硬度越低材料的磨削力越大。砂轮线速度升高、工件进给速度或磨削深度降低，磨削力降低。材料去除方式不同磨削参数对磨削力的影响程度不同，且磨削参数对塑性去除材料的磨削力的影响要大于其对脆性断裂去除材料的磨削力的影响。

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非球面数控研抛力—位—姿解耦控制研究

史永杰;郑堤;詹建明;王龙山

. 2011, 47(11): 177-184.

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为解决自动研抛系统中研抛力—研抛头位置—研抛头姿态之间的耦合问题，提高非球面表面的研抛质量，提出一种基于磁流变力矩伺服装置(Magnetorheological fluid torque servo, MRT)的力—位—姿解耦控制方法，并对该方法的原理和模型进行理论和试验研究。通过分析自动研抛系统中力—位—姿之间的耦合机理，以Preston方程和Hertz接触理论为基础，建立力—位—姿耦合模型，探讨基于MRT的力—位—姿解耦原理，推导出基于MRT的研抛力控制模型和数控机床转速控制模型，研制相应的试验系统，并通过研抛试验得到表面粗糙度Ra0.030 μm的镜面表面和均匀的材料去除率。研究结果表明，基于MRT的力—位—姿解耦控制方法，能够有效地解决研抛系统中力—位—姿耦合难题，是实现非球面高精度、高效率、低成本数控研抛的一条新途径。

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光刻机工作台超精密运动与同步控制

滕伟;柳亦兵;穆海华

. 2011, 47(11): 185-190.

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以同步扫描的运动性能为目标，研究针对步进扫描投影光刻机工作台的超精密运动与同步控制策略。结合工作台的结构特点，提出一种粗、微复合运动控制方法，即：微动台纳米级微动，粗动台微米级跟随运动；以硅片台、掩模台的三阶轨迹规划与轨迹重叠为基础，进行扫描过程中的同步状态规划；为实现纳米级的同步运动精度，进行硅片台与掩模台的动态特性比较，在此基础上提出工作台交叉反馈的同步控制策略，使掩模台实时跟踪硅片台的运动趋势，并设计同步误差模型进行运动性能评估。该方法已在100 nm步进扫描投影光刻机中得到实际应用，并取得良好效果。

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基于初期磨损统计规律的铣刀快速筛选

张辉;陈五一

. 2011, 47(11): 191-198.

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市场上刀具种类繁多，对于某种应用的刀具筛选来说，选择合适的刀具，极为困难，耗费大量的时间和材料。为了降低筛选难度，需要有新的筛选方法。从295条铣削刀具磨损曲线中提取刀具寿命、磨钝标准、初期磨损值、初期磨损铣削长度等特征参数，计算初期磨损率K0、总磨损率K1以及二者比值K。对K0、K1、K进行了统计分析，得出随机变量K0、K1分别服从对数正态分布，K服从平移的指数分布，K0和K1相互不独立，进而得出铣刀“初期磨损快，刀具寿命短”的统计规律，在此基础上，进一步提出铣刀快速筛选方法。并通过试验验证了该方法的有效性。新方法比传统试验方法极大地节省了试验材料，缩短了试验周期，使得在大范围内优选刀具材料成为可能。

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2011年, 第47卷, 第11期　
刊出日期：2011-06-05

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