| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 主要符号说明 | 第18-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-35页 |
| 1.1 课题背景和研究意义 | 第19-21页 |
| 1.2 国内外相关研究的发展现状 | 第21-33页 |
| 1.2.1 微细加工机床的研究与发展 | 第21-26页 |
| 1.2.2 机床结构设计方法的研究 | 第26-28页 |
| 1.2.3 机床动静态特性分析的研究 | 第28-29页 |
| 1.2.4 机床关键部件优化设计方法的研究 | 第29-31页 |
| 1.2.5 机床振动控制方法的研究 | 第31-32页 |
| 1.2.6 相关研究存在的问题及分析 | 第32-33页 |
| 1.3 课题研究目标和主要研究内容 | 第33-34页 |
| 1.3.1 研究目标 | 第33页 |
| 1.3.2 研究内容 | 第33-34页 |
| 1.4 课题研究方法和技术路线 | 第34-35页 |
| 第二章 微细加工系统的总体设计研究 | 第35-54页 |
| 2.1 机微细加工机床总体设计要求 | 第35-37页 |
| 2.1.1 总体设计概述 | 第35-36页 |
| 2.1.2 机床总体设计要求 | 第36-37页 |
| 2.2 微细加工机床总体设计方案 | 第37-39页 |
| 2.2.1 总体设计方案概述 | 第37-39页 |
| 2.2.2 主要技术要求 | 第39页 |
| 2.3 机床关键部件设计 | 第39-53页 |
| 2.3.1 高精度运动部件 | 第39-45页 |
| 2.3.2 立柱结构设计 | 第45-48页 |
| 2.3.3 沙发型机床床身结构(SMBS)设计 | 第48-52页 |
| 2.3.4 在位检测系统 | 第52-53页 |
| 2.3.5 切削力测量系统 | 第53页 |
| 2.4 本章小结 | 第53-54页 |
| 第三章 考虑整机动态性能的关键部件结构优化方法研究 | 第54-79页 |
| 3.1 微细加工机床整机动态特性薄弱部件辨识(CIDCA) | 第54-63页 |
| 3.1.1 概述 | 第54页 |
| 3.1.2 基于有限单元法的机床整机建模 | 第54-58页 |
| 3.1.3 整机静刚度分析 | 第58-59页 |
| 3.1.4 整机模态分析 | 第59-61页 |
| 3.1.5 整机谐响应分析 | 第61-62页 |
| 3.1.6 结构优化对象的确定 | 第62-63页 |
| 3.2 基于拓扑优化的床身结构设计 | 第63-66页 |
| 3.2.1 拓扑优化的基本原理 | 第63页 |
| 3.2.2 床身优化设计技术方案 | 第63-64页 |
| 3.2.3 床身的拓扑优化设计 | 第64页 |
| 3.2.4 床身筋板布局的优化 | 第64-65页 |
| 3.2.5 优化结果验证与分析 | 第65-66页 |
| 3.3 基于灵敏度分析的薄弱部件优化设计(OWCSA) | 第66-78页 |
| 3.3.1 灵敏度分析概念 | 第66页 |
| 3.3.2 机床动态性能对结合面刚度的灵敏度分析 | 第66-67页 |
| 3.3.3 单螺栓连接的接触面压力分布 | 第67-68页 |
| 3.3.4 双螺栓耦合作用下的压力分布 | 第68-71页 |
| 3.3.5 螺栓布局优化结果验证与分析 | 第71-72页 |
| 3.3.6 立柱结构灵敏度分析 | 第72-73页 |
| 3.3.7 基于立柱灵敏度分析的优化方程 | 第73-75页 |
| 3.3.8 立柱优化结果验证与分析 | 第75-78页 |
| 3.4 本章小结 | 第78-79页 |
| 第四章 微细加工机床的动态性能主动控制平台研制 | 第79-97页 |
| 4.1 微细加工机床振动控制理论分析 | 第79-82页 |
| 4.1.1 机床的主要振源分析 | 第79页 |
| 4.1.2 机床自激振动的主动减振原理 | 第79-80页 |
| 4.1.3 机床整机的主动隔振原理 | 第80-82页 |
| 4.2 机床主动减振平台设计 | 第82-95页 |
| 4.2.1 基本配置结构 | 第82-84页 |
| 4.2.2 柔性铰链的设计 | 第84-86页 |
| 4.2.3 柔性铰链的静态特性分析 | 第86-88页 |
| 4.2.4 柔性铰链的动态特性分析 | 第88页 |
| 4.2.5 作动器的选择 | 第88-90页 |
| 4.2.6 减振平台整体方案的仿真分析 | 第90-93页 |
| 4.2.7 减振平台的性能测试 | 第93-95页 |
| 4.3 机床主动隔振平台研制 | 第95-96页 |
| 4.4 本章小结 | 第96-97页 |
| 第五章 振动主动控制平台多目标控制算法研究 | 第97-114页 |
| 5.1 主动减振平台建模与控制器理论基础 | 第97-103页 |
| 5.1.1 基于状态空间的系统模型 | 第97-100页 |
| 5.1.2 线性矩阵不等式理论基础 | 第100-103页 |
| 5.2 基于LMI优化的主动减振平台多目标控制算法(CMOACA)研究 | 第103-106页 |
| 5.2.1 多目标控制需求分析 | 第103-104页 |
| 5.2.2 多目标控制器的算法设计 | 第104-106页 |
| 5.3 多目标控制器的性能仿真研究 | 第106-110页 |
| 5.3.1 时域特性分析 | 第107-108页 |
| 5.3.2 频域特性分析 | 第108-109页 |
| 5.3.3 控制器的鲁棒性分析 | 第109-110页 |
| 5.4 主动隔振系统模型 | 第110-111页 |
| 5.5 基于Fx-LMS的主动隔振平台控制算法研究 | 第111-113页 |
| 5.5.1 Fx-LMS算法 | 第111-112页 |
| 5.5.2 改进的Fx-LMS算法 | 第112-113页 |
| 5.6 本章小结 | 第113-114页 |
| 第六章 微细加工机床实验与工程验证 | 第114-126页 |
| 6.1 概述 | 第114页 |
| 6.2 机床模态频率测试 | 第114-116页 |
| 6.3 微细加工机床结构及其运动部件精度检测 | 第116页 |
| 6.4 主动振动控制系统的实现 | 第116-119页 |
| 6.4.1 控制系统的构成 | 第116-117页 |
| 6.4.2 控制器的硬件实现 | 第117页 |
| 6.4.3 主动减振实验仪器与设计 | 第117-119页 |
| 6.4.4 主动隔振系统的实现 | 第119页 |
| 6.5 振动控制实验验证与结果分析 | 第119-123页 |
| 6.5.1 主动减振实验效果 | 第120-121页 |
| 6.5.2 主动隔振实验效果 | 第121-123页 |
| 6.6 机床加工工程验证与结果分析 | 第123-125页 |
| 6.6.1 试样材料及实验方案 | 第123-124页 |
| 6.6.2 实验结果与分析 | 第124-125页 |
| 6.7 本章小结 | 第125-126页 |
| 第七章 总结与展望 | 第126-130页 |
| 7.1 全文工作总结 | 第126-128页 |
| 7.2 本文的创新点 | 第128页 |
| 7.3 研究展望 | 第128-130页 |
| 参考文献 | 第130-138页 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目及学术成果 | 第138-140页 |
| 致谢 | 第140页 |
