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隧道传感系统微位移机构的主从关联优化设计
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH112[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]天津大学管理与经济学部,天津300072, [2]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(71071104 60372006)
中文摘要:

隧道传感系统是基于量子隧道效应,用以测量纳米级微小测量量的传感装置。其中微位移机构的设计对传感器的整体尺寸、量程、精度等性能具有重要作用。以往关于位移机构优化设计的研究主要是针对单一优化目标或普通多目标优化问题,而实际上机构不仅有多个属性需要优化,而且这些属性还可能具有不同的变量和约束,普通单层数学规划难以准确描述和解决。基于此,对隧道传感系统微位移机构的主从关联优化进行研究。根据传感系统的性能要求,对由压电陶瓷和六连杆柔性铰链机构组成的纳米级微位移机构进行初步设计。在此基础上建立柔性铰链机构空间尺寸和静态性能两个关键属性的优化模型,并构建其公共变量的协调层,形成具有主从结构的双层规划模型。提出一种面向工程背景,基于移动区间响应曲面拟合下层最优值函数的双层规划数值方法。最后对计算结果进行分析。

英文摘要:

Tunneling effect sensing system is a system for the nanoscale measurement.The design of micro-displacement mechanism has great influence on the performance of the system.The past research on the optimization of the micro-displacement mechanism focused on the single-objective or common multi-objective problem,but there are many attributes need to be optimized which may have different variables and constraints and can hardly be described and solved by single level programming.So the leader-follower optimization of the micro-displacement mechanism is developed.According to the performance requirements the preliminary design of the micro-displacement mechanism consisted of PZT and flexible hinge structure is proposed.Then the leader-follower optimization model composed of the two significant attributes(size and static characteristic) and the cooperation level with common variables are constructed.A bi-level programming numerical method for the engineering application named moving space response surface fitting optimum value function method is proposed.Finally the results are analyzed.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603