服务机器人技术研究现状与发展趋势 被引量：110

1

作者 王田苗 陶永 陈阳 《中国科学：信息科学》 CSCD 2012年第9期1049-1066,共18页

服务机器人技术经过近30年的发展,在机械、信息、材料、控制、医学等多学科交叉方面取得了重要的成果,本文结合作者在机器人领域的相关工作,在分析国内外关于服务机器人发展研究现状的基础上,就服务机器人目前涉及的仿生材料与结构、自... 服务机器人技术经过近30年的发展,在机械、信息、材料、控制、医学等多学科交叉方面取得了重要的成果,本文结合作者在机器人领域的相关工作,在分析国内外关于服务机器人发展研究现状的基础上,就服务机器人目前涉及的仿生材料与结构、自重构机器人、复杂环境下机器人动力学问题、智能认知与感知、网络化交互及微纳系统等关键技术的研究进展做简要的综述,并概要展望了其发展趋势.希望能够在把握国际服务机器人前沿技术发展动态的同时,为培育我国服务机器人产业提供相关理论、方法及技术. 展开更多

关键词 服务机器人 仿生材料与结构 模块化自重构 机器人动力学 智能认知与感知 网络化交互 微纳系统

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基于石墨烯用于微弱能量获取的柔性微结构研究

2

作者 娄利飞 潘青彪 吴志华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第15期403-408,共6页

本文首次提出了一种基于石墨烯用于微弱能量获取的柔性基板/石墨烯/ZnO纳米线/石墨烯的柔性微结构.首先,从理论上进行了该新结构的设计及其工作原理分析;其次,研究了该结构制备过程中的关键工艺,并设计了该结构的制备流程;最后,成功制... 本文首次提出了一种基于石墨烯用于微弱能量获取的柔性基板/石墨烯/ZnO纳米线/石墨烯的柔性微结构.首先,从理论上进行了该新结构的设计及其工作原理分析;其次,研究了该结构制备过程中的关键工艺,并设计了该结构的制备流程;最后,成功制备了该结构,并进行了相关测试.最终测试结果表明该结构能够成功输出数百毫伏的电压.这些理论和实验上的研究为自驱动微纳系统提供了研究基础,同时也对集成微纳系统的实用化发展具有一定的研究意义. 展开更多

关键词 石墨烯 ZNO纳米线 自驱动 微纳系统

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微纳系统中的可持续自供型电源：能源研究中的新兴领域 被引量：6

3

作者 王中林 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第25期2472-2475,共4页

自从手提电脑和手机等个人可移动电子产品普及以后,解决小范围的用电显得格外重要.我们目前主要靠的是蓄电池.在未来不久,由于微纳系统的发展以及它们在原位人体健康的实时监测、基础设施的监测、环境监测、物联网以及军事技术上的应用... 自从手提电脑和手机等个人可移动电子产品普及以后,解决小范围的用电显得格外重要.我们目前主要靠的是蓄电池.在未来不久,由于微纳系统的发展以及它们在原位人体健康的实时监测、基础设施的监测、环境监测、物联网以及军事技术上的应用,传统的利用蓄电池来提供电源的方法将不能满足或不能适应传感器网络的工作环境和要求.在2005年,作者提出了自驱动的概念,其根本是利用从环境中收集的能量,通过能量转换来驱动这些微纳系统,实现功率自给.本文介绍作为微纳系统中可持续自供型电源的一种——纳米发电机的研究和未来应用. 展开更多

关键词 自驱动的纳米技术 纳米发电机 微纳系统中可持续 自供型电源 传感器网络 物联网

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微纳机电系统(MEMS/NEMS)前沿 被引量：16

4

作者 李志宏 《中国科学：信息科学》 CSCD 2012年第12期1599-1615,共17页

微纳机电系统(MEMS/NEMS)将处理热、光、磁、化学、生物等结构和器件通过微电子工艺及其他一些微加工工艺制作到芯片上,并通过与电路以及相互之间的集成来构筑复杂的微型系统.由于微纳机电系统具有高度的交叉性与渗透性,而使其研究和发... 微纳机电系统(MEMS/NEMS)将处理热、光、磁、化学、生物等结构和器件通过微电子工艺及其他一些微加工工艺制作到芯片上,并通过与电路以及相互之间的集成来构筑复杂的微型系统.由于微纳机电系统具有高度的交叉性与渗透性,而使其研究和发展呈现出多样性.本文立足于微纳机电系统与集成电路的交叉,侧重讨论微纳机电系统与CMOS集成电路的集成、微纳机电系统技术与纳米技术的融合,以及与现代生物技术的交叉,就一些典型的器件与工艺,介绍一些前沿发展和趋势. 展开更多

关键词 微纳机电系统 单片集成 微电子 纳米技术

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微纳机械谐振器能量耗散机理研究进展 被引量：14

5

作者 张文明 闫寒 +1 位作者 彭志科 孟光 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期2077-2093,共17页

微纳机械谐振器因其具有超高的谐振频率、品质因子和灵敏度等优越特性,在物理传感、生物与化学检测、射频通信、能量收集等方面表现出了卓越的性能而备受关注,已成为当前微/纳机电系统领域的研究重点和热点之一.能量耗散一直以来都是制... 微纳机械谐振器因其具有超高的谐振频率、品质因子和灵敏度等优越特性,在物理传感、生物与化学检测、射频通信、能量收集等方面表现出了卓越的性能而备受关注,已成为当前微/纳机电系统领域的研究重点和热点之一.能量耗散一直以来都是制约微纳机械谐振器性能提升与应用发展的瓶颈问题,且耗散机制具有多样性、不确定性和尺度相关性.本文综述了微纳机械谐振器中的能量耗散机理与非线性阻尼效应的研究进展,主要针对热弹性阻尼、声子相互作用、黏性阻尼、支撑损耗、表面与界面损耗等内禀和外部耗散机制进行了综述,阐明了不同能量耗散的产生机理及影响规律,可为降低能量损耗和结构优化设计、提高谐振器件的品质因子和动态性能提供参考,对微纳机械谐振器的设计、制造及应用发展具有重要意义. 展开更多

关键词 微/纳机电系统 微/纳机械谐振器 能量耗散 品质因子 非线性阻尼

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微纳制造技术的发展趋势与发展建议

6

作者 林启敬 张福政 赵立波 《前瞻科技》 2024年第3期7-18,共12页

微纳制造技术能够实现微纳米级别的高精密加工,是现代高科技制造领域的核心技术。提升微纳制造技术水平,有助于提高中国高端制造业的整体竞争力,对推动科技创新和促进产业升级具有积极意义。文章概述了微纳制造技术体系,着重分析了芯片... 微纳制造技术能够实现微纳米级别的高精密加工,是现代高科技制造领域的核心技术。提升微纳制造技术水平,有助于提高中国高端制造业的整体竞争力,对推动科技创新和促进产业升级具有积极意义。文章概述了微纳制造技术体系,着重分析了芯片微纳制造、激光微纳制造和聚合物微纳制造等典型微纳制造技术的发展态势,概述了多尺度精密微纳加工、多功能材料合成制造、高度集成和多功能化、自组装技术与结构、生物纳米技术融合制造、量子信息与纳米器件及绿色环保制造技术等发展趋势,针对性提出了深化基础研究、创新材料与工艺、强化人才培育与引进、加强产学研结合与技术转化等发展建议,以期促进我国中国微纳制造技术产业整体水平提升和高质量发展。 展开更多

关键词 微纳制造 精密加工 光刻技术 微/纳机电系统 纳米材料

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微纳光机械传感器研究进展

7

作者 孙浩哲 洪孝荣 +1 位作者 纪昌银 李家方 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2023年第11期55-75,共21页

利用机械运动与光学响应间的相互耦合和共振增强实现的微纳光机械传感器具有小型化、灵敏度高、检测阈值低等优势,其检测范围可从毫米尺度的物理机械运动到纳米尺度下的分子振动,为精确传感的实际应用提供了新颖的策略.微纳光机械传感... 利用机械运动与光学响应间的相互耦合和共振增强实现的微纳光机械传感器具有小型化、灵敏度高、检测阈值低等优势,其检测范围可从毫米尺度的物理机械运动到纳米尺度下的分子振动,为精确传感的实际应用提供了新颖的策略.微纳光机械传感器可实现多个物理参量的精确传感,如力、位移、质量、声、化学以及热传感参量等.本文介绍了近年来光机械传感器领域的部分重要研究进展,总结了微纳光机械传感器的三个主要发展方向,即无源光机械传感器、电子-光子机械传感平台和中红外分子振动传感,介绍了微纳光机械传感器的配置、应用和集成.最后,对微纳光机械传感器的研究进行了总结和展望. 展开更多

关键词 光机械传感器 精密传感 微纳机械系统 光学耦合共振

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基于晶格动力学的纳米薄膜热特性研究 被引量：3

8

作者 李圣怡 黄建平 《微纳电子技术》 CAS 2008年第5期249-254,共6页

针对分子动力学模拟存在的缺点,提出了基于晶格动力学模拟纳米薄膜热特性的新方法,并用该方法模拟了各种不同厚度的硅和氩纳米薄膜的比热、熔化温度、热膨胀系数和热传导系数等热特性参数。计算结果表明纳米薄膜具有与宏观晶体不同的热... 针对分子动力学模拟存在的缺点,提出了基于晶格动力学模拟纳米薄膜热特性的新方法,并用该方法模拟了各种不同厚度的硅和氩纳米薄膜的比热、熔化温度、热膨胀系数和热传导系数等热特性参数。计算结果表明纳米薄膜具有与宏观晶体不同的热特性,并且呈现随纳米薄膜厚度变化的尺寸效应:纳米薄膜越薄,则熔化温度越低、比热越大、面向热膨胀系数越大、法向热传导系数越小;当纳米薄膜厚度远小于相应的宏观晶体的声子平均自由程时,法向热传导系数远小于相应的宏观晶体的热传导系数,并与纳米薄膜厚度成正比。 展开更多

关键词 微/纳机电系统 纳米薄膜 晶格动力学 热特性 尺寸效应

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微/纳结构表面3-D轮廓测量中倾斜误差的补偿方法 被引量：1

9

作者 黄玉波 栗大超 +3 位作者 胡小唐 刘钢 胡春光 张文栋 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1237-1240,共4页

在对微/纳机电系统进行机械力学特性研究和可靠性测试时,经常需要获取结构的表面3-D轮廓.然而,使用显微干涉法测量微/纳结构的表面3-D轮廓通常会存在一定的倾斜误差,这种误差在某些应用中是不允许的.为了弥补传统的调平补偿方法的局限性... 在对微/纳机电系统进行机械力学特性研究和可靠性测试时,经常需要获取结构的表面3-D轮廓.然而,使用显微干涉法测量微/纳结构的表面3-D轮廓通常会存在一定的倾斜误差,这种误差在某些应用中是不允许的.为了弥补传统的调平补偿方法的局限性,提出了一种基于最小二乘法和坐标变换的倾斜补偿方法:在处理图像时,先用最小二乘法确定一个基准平面,然后旋转直角坐标系使得新坐标系的xoy平面与基准平面平行即可达到调平被测表面而补偿倾斜误差的目的.通过具体应用实例证实了这种补偿方法是有用、灵活而精确的. 展开更多

关键词 微/纳机电系统 三维轮廓测量 调平 最小二乘法 坐标变换

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限域流动空间内固液边界滑移的临界尺度与作用规律 被引量：2

10

作者 周锦铭 郭岩宝 +2 位作者 乔小溪 张向军 周强 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期9-13,共5页

固液边界的滑移现象成为微纳流动系统中不可忽略的因素。为了揭示固液边界滑移规律对流动行为的影响及其临界尺度效应,应用ANSYS软件建立同轴旋转圆柱体间不可压缩液体的物理模型;在层流模式下,采用不同边界条件分析不同旋转速度下微纳... 固液边界的滑移现象成为微纳流动系统中不可忽略的因素。为了揭示固液边界滑移规律对流动行为的影响及其临界尺度效应,应用ANSYS软件建立同轴旋转圆柱体间不可压缩液体的物理模型;在层流模式下,采用不同边界条件分析不同旋转速度下微纳间隙区域内液体的流动特性。结果表明:无滑移边界条件下,微间隙的流场速度分布曲线存在0.7 mm的临界间隙尺寸;有滑移边界条件下,外圆筒壁面滑移对系统阻力矩的影响存在尺寸效应,内圆筒壁面滑移对系统阻力矩有明显作用,但无尺寸效应。 展开更多

关键词 微纳流动系统 COUETTE流 限域空间 边界滑移

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“微纳机电系统”课程教学方法探讨 被引量：2

11

作者 菅傲群 张文栋 《电气电子教学学报》 2014年第4期69-70,93,共3页

本文从"微纳机电系统"课程的内容特点与教学方式两个方面对其教法展开了探索性研究。在课程内容方面,我们讨论了物理模型理解在该课程中的作用,强调了点面结合,系统地介绍微纳加工工艺的重要性。在教学方式上,我们增加建模软... 本文从"微纳机电系统"课程的内容特点与教学方式两个方面对其教法展开了探索性研究。在课程内容方面,我们讨论了物理模型理解在该课程中的作用,强调了点面结合,系统地介绍微纳加工工艺的重要性。在教学方式上,我们增加建模软件ANSYS上机练习,提高学生的动手能力;结合工程实际问题,系统地介绍某一经典器件。 展开更多

关键词 微纳机电系统 教学方式 课程内容

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微/纳机构抗粘附研究进展 被引量：2

12

作者 岳陆游 何兴春 +2 位作者 丁建宁 杨继昌 马皓晨 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第12期5-8,11,共5页

粘附现象是微/纳机构中特有的现象,在构件材料强度满足要求的条件下,微/纳机构中的粘附和摩擦是造成其失效的主要原因。如何防止或减轻粘附已成为微/纳机电系统(MEMS/NEMS)领域的研究热点。介绍了微/纳机构中的粘附问题,分析了粘附机理... 粘附现象是微/纳机构中特有的现象,在构件材料强度满足要求的条件下,微/纳机构中的粘附和摩擦是造成其失效的主要原因。如何防止或减轻粘附已成为微/纳机电系统(MEMS/NEMS)领域的研究热点。介绍了微/纳机构中的粘附问题,分析了粘附机理和各种粘附接触模型,说明了表面能法和微凸体积分法防粘附设计微/纳机构的原理,最后阐述了释放干燥工艺、减少实际接触面积和降低表面能等各种抗粘附措施。 展开更多

关键词 微/纳机电系统 粘附 模型 设计

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Ti-6Al-4V钛合金表面疏水性复合膜的制备及其微摩擦磨损性能 被引量：2

13

作者 方刚 刘秦 +1 位作者 康志新 王芳 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期534-539,共6页

通过自组装分子膜(SAMs)方法和有机镀膜技术在Ti-6Al-4V钛合金表面成功制备了三嗪硫醇三乙基硅烷(TES)自组装分子膜(TES-SAMs)和含氟官能团的三嗪硫醇(ATP)复合膜(TES-ATP).采用X射线光电子能谱仪、接触角测量仪、椭圆偏振光谱仪、原子... 通过自组装分子膜(SAMs)方法和有机镀膜技术在Ti-6Al-4V钛合金表面成功制备了三嗪硫醇三乙基硅烷(TES)自组装分子膜(TES-SAMs)和含氟官能团的三嗪硫醇(ATP)复合膜(TES-ATP).采用X射线光电子能谱仪、接触角测量仪、椭圆偏振光谱仪、原子力显微镜、超景深三维显微镜和UMT-2型摩擦磨损试验机评价薄膜结构及其微摩擦学特性.研究结果表明:TES-SAMs自组装分子膜和TES-ATP复合膜的膜厚分别为3.9和22.2 nm,其对蒸馏水的接触角分别为94.5°和130.5°,呈疏水性.TES-SAMs自组装分子膜和TES-ATP复合膜均能有效降低基体的摩擦系数,TES-SAMs自组装分子膜的摩擦系数稳定在0.23,TES-ATP复合膜的摩擦系数为0.17,而空白基体的摩擦系数为0.50;同时TES-ATP复合膜还表现出良好的抗磨性能. 展开更多

关键词 钛合金 自组装分子膜 有机镀膜 疏水 摩擦学特性 微/纳机电系统

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用于悬浮纳米结构制作的氢氟酸气相刻蚀研究 被引量：2

14

作者 张伟 刘泽文 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1166-1169,共4页

针对纳米悬浮结构的制作,对不同温度和不同气相条件下的氢氟酸(HF)气相刻蚀进行了研究。利用自制的研究装置,使用HF/水混合气体和HF/乙醇混合气体分别进行了HF对PECVD SiO2的气相刻蚀实验,同时测量了不同衬底温度下刻蚀速率的变化。研... 针对纳米悬浮结构的制作,对不同温度和不同气相条件下的氢氟酸(HF)气相刻蚀进行了研究。利用自制的研究装置,使用HF/水混合气体和HF/乙醇混合气体分别进行了HF对PECVD SiO2的气相刻蚀实验,同时测量了不同衬底温度下刻蚀速率的变化。研究结果表明,在常温常压下,HF/乙醇混合气体气相刻蚀速率约为7.6 nm/s,而HF/水混合气体气相刻蚀速率约为11.5 nm/s。在衬底温度分别为35,40和50℃时,HF/水混合气体的气相刻蚀速率分别为10.25,7.95和5.18 nm/s。利用HF气相腐蚀进行SiO2牺牲层释放,得到了悬浮的纳米梁结构,梁与衬底的间距为400 nm。 展开更多

关键词 氢氟酸 气相刻蚀 二氧化硅 纳米结构 微/纳机电系统

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随机噪声激励下轻敲式原子力显微镜动力学特性研究 被引量：2

15

作者 武洁 张文明 +1 位作者 孟光 何宇航 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期8-12,42,共6页

针对有界随机噪声激励下轻敲式原子力显微镜(AFM:Atomic force microscope)系统的非线性动力学问题,建立Lennard-Jones力场作用下针尖-样品的集总参数模型,应用现代微分方程和分岔理论,分析了随机扰动强度和弯月面接触角对AFM针尖-样品... 针对有界随机噪声激励下轻敲式原子力显微镜(AFM:Atomic force microscope)系统的非线性动力学问题,建立Lennard-Jones力场作用下针尖-样品的集总参数模型,应用现代微分方程和分岔理论,分析了随机扰动强度和弯月面接触角对AFM针尖-样品耦合系统动力学特性的影响。结果表明,轻敲式AFM耦合动力学系统中存在丰富的周期运动和混沌运动,表现出复杂的非线性行为,混沌特性随着随机扰动强度增大而增强,弯月面接触角越大混沌特性越明显,因此在轻敲式AFM优化设计中,随机噪声对AFM系统的影响不可忽视。 展开更多

关键词 微/纳机电系统 原子力显微镜 Lennard-Jones力 有界噪声 弯月面

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微/纳机电系统中的毛细黏附作用 被引量：2

16

作者 朱豫晋 梁新建 金磊 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期99-101,共3页

毛细作用在所有尺度中都存在,但是在微/纳尺度下尤为重要。随着微/纳机电加工技术的迅速发展及深入研究,微/纳机电器件得到广泛应用。在微/纳机电器件的加工和使用过程中,毛细黏附作用影响其可靠性,进而影响微/纳机电器件的商品化。鉴... 毛细作用在所有尺度中都存在,但是在微/纳尺度下尤为重要。随着微/纳机电加工技术的迅速发展及深入研究,微/纳机电器件得到广泛应用。在微/纳机电器件的加工和使用过程中,毛细黏附作用影响其可靠性,进而影响微/纳机电器件的商品化。鉴于毛细黏附问题对微/纳机电器件性能的重要影响,本文综述毛细黏附力对微/纳机电系统器件性能的影响效果,微/纳尺度的毛细黏附力作用规律,以及毛细黏附控制技术。 展开更多

关键词 微/纳机电系统 毛细黏附 毛细黏附控制技术

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“微/纳系统国际会议(ICMNS 2002)”简介

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作者 赵亚溥 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期630-631,共2页

由中国力学学会、中科院力学所非线性力学国家重点实验室(LNM)、香港中文大学和香港科技大学联合主办的“微／纳系统国际会议(ICMNS2002)”于2002年8月ll－14日在云南昆明万恰酒店隆重举行。

关键词 微/纳系统 国际会议 ICMNS2002 生物微/纳系统 纳米材料 建模 分析 测试

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静磁场对固液界面表面电荷性质的影响 被引量：1

18

作者 景大雷 潘昀路 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3343-3349,共7页

考虑磁场对固液界面表面电荷性质的影响与微纳流体系统的流体阻力相关,本文采用原子力显微镜（AFM）研究了静磁场对去离子水黏度以及高硼硅玻璃-去离子水界面表面电荷性质的影响,并分析了静磁场对去离子水性质影响的机理。研究结果表明... 考虑磁场对固液界面表面电荷性质的影响与微纳流体系统的流体阻力相关,本文采用原子力显微镜（AFM）研究了静磁场对去离子水黏度以及高硼硅玻璃-去离子水界面表面电荷性质的影响,并分析了静磁场对去离子水性质影响的机理。研究结果表明,将去离子水静置于磁场强度为0~0.6T的静磁场下30min时,去离子水的黏度随磁场强度的增加而减小,而高硼硅玻璃-磁化水界面的表面电荷密度随磁场强度的增加而增加;静磁场对去离子水性质影响的机理是磁场引起的去离子水内氢键以及氢氧键的断裂。研究结果同时表明,磁场可以有效地改变固液界面的表面电荷性质。本文的研究结果为利用磁场有效地控制微纳流体系统的流体阻力提供了可能。 展开更多

关键词 微纳流体系统 流体阻力 磁场 固液界面 表面电荷

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微纳传动系统的BP神经网络非线性控制 被引量：1

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作者 林超 俞松松 +2 位作者 程凯 崔新辉 刘刚 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期13-19,共7页

对微纳传动系统的动态特性进行了分析,将微纳定位平台简化成等效弹簧质量阻尼模型,应用拉格朗日方法,建立了定位平台的动力学模型。结合压电陶瓷驱动器(PZT)的电容特性,推导了微纳传动系统的总传递函数。利用BP神经网络的自学习、自适... 对微纳传动系统的动态特性进行了分析,将微纳定位平台简化成等效弹簧质量阻尼模型,应用拉格朗日方法,建立了定位平台的动力学模型。结合压电陶瓷驱动器(PZT)的电容特性,推导了微纳传动系统的总传递函数。利用BP神经网络的自学习、自适应及非线性逼近功能,对该微纳传动系统的PID参数进行在线自整定。结合PID控制简单、实现容易与鲁棒性强的优点,设计了BP神经网络PID(BPNN-PID)控制器,与传统PID控制相比,实现了更高的控制精度和更短的稳态时间,满足了微纳传动系统高精度与快速响应的要求。 展开更多

关键词 微纳传动系统 动力学模型 BPNN-PID 非线性控制

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非晶合金微力传感器

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作者 张凯翔 马明哲 刘泽 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第5期67-70,共4页

非晶合金具有高强度、高弹性极限等优异的力学性质以及独特的可热塑性成形特性。基于设计的双悬臂探针,制备了一种非晶合金微力传感器。利用所制备的微力传感器,在显微镜下可方便地实现微纳米尺寸试样或部件侧弯作用下的载荷-位移曲线... 非晶合金具有高强度、高弹性极限等优异的力学性质以及独特的可热塑性成形特性。基于设计的双悬臂探针,制备了一种非晶合金微力传感器。利用所制备的微力传感器,在显微镜下可方便地实现微纳米尺寸试样或部件侧弯作用下的载荷-位移曲线的快速获取。该微力传感器测试原理简单,不需要额外的测试电路设计,具有线性度好、可重复性高、量程大等特点。 展开更多

关键词 微力传感器 非晶合金 微纳机电系统 微成型

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