本文關(guān)鍵詞：SEM納米構(gòu)件操作力學(xué)模型分析及預(yù)測(cè)控制

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【摘要】：納米操作技術(shù)是目前微納研究領(lǐng)域的前沿操作技術(shù),關(guān)乎于眾多領(lǐng)域的發(fā)展和研究,操作過(guò)程中粘著力的研究則是納米操作技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。微觀環(huán)境不同于宏觀環(huán)境,由于尺寸效應(yīng)的影響,粘著力為主要影響力,為避免操作過(guò)程中納米線出現(xiàn)彎曲及斷裂現(xiàn)象,本文針對(duì)SEM下納米線操作過(guò)程中的力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行建模及分析;為確保操作過(guò)程中的良好的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性,引入預(yù)測(cè)控制系統(tǒng),采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型對(duì)納米定位器Attocube進(jìn)行控制。為研究納米操作過(guò)程中各構(gòu)件間的粘著模型,在對(duì)納觀環(huán)境力學(xué)模型分析的基礎(chǔ)上,建立粒子間的粘著接觸模型,以此為基礎(chǔ)建立納米線-納米線、納米線-基底以及探針-基底間的粘著接觸模型,并分析粘著力與構(gòu)件間距離的關(guān)系。為研究操作過(guò)程中納米線彎曲或斷裂現(xiàn)象,首先對(duì)納米線力學(xué)性能指標(biāo):彎曲應(yīng)力和斷裂強(qiáng)度進(jìn)行研究,分析納米線長(zhǎng)度和半徑于彎曲現(xiàn)象的關(guān)系,并結(jié)合粘著現(xiàn)象理論,用Matlab仿真軟件和Lammps分子動(dòng)力學(xué)軟件仿真分析。為達(dá)到納米操作控制系統(tǒng)的自動(dòng)化,對(duì)納米操作定位器Attocube進(jìn)行預(yù)測(cè)控制,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)控制算法,預(yù)測(cè)模型和滾動(dòng)優(yōu)化模型分別采用兩個(gè)三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行,首先驗(yàn)證BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的逼近效果和預(yù)測(cè)控制算法的預(yù)測(cè)效果,然后對(duì)Attocube數(shù)學(xué)建模,搭建整體控制系統(tǒng),分別以階躍信號(hào)和正弦信號(hào)為輸入信號(hào)仿真Attocube的兩種工作模式,完成對(duì)操作整體過(guò)程的預(yù)測(cè)控制。在SEM納米操作控制系統(tǒng)加入預(yù)測(cè)控制理論,仿真結(jié)果表明預(yù)測(cè)控制可應(yīng)用于微納米操作,并控制效果較好,可進(jìn)行更為深入的研究。
【關(guān)鍵詞】：納米操作 納米線彎曲 納米線斷裂 預(yù)測(cè)控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.1.1 課題來(lái)源10
• 1.1.2 課題研究的目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 微/納操作系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 納米級(jí)粘著接觸研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 預(yù)測(cè)控制研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 納米操作粘著接觸模型建立16-26
• 2.1 納米尺度粘著接觸問(wèn)題16-18
• 2.2 連續(xù)介質(zhì)力粘著接觸模型18-22
• 2.2.1 連續(xù)介質(zhì)研究方法簡(jiǎn)介18-20
• 2.2.2 粘著接觸模型建立及計(jì)算20-22
• 2.3 粘著接觸模型仿真分析22-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 納米線彎曲及斷裂機(jī)理分析26-38
• 3.1 納米線力學(xué)性能分析26-30
• 3.1.1 彈性模量計(jì)算26-27
• 3.1.2 彎曲應(yīng)變力計(jì)算27-28
• 3.1.3 納米線力學(xué)性能仿真分析28-30
• 3.2 分子動(dòng)力學(xué)仿真參數(shù)30-32
• 3.3 納米線彎曲機(jī)理分析及仿真32-35
• 3.3.1 彎曲機(jī)理分析32-34
• 3.3.2 彎曲現(xiàn)象仿真分析34-35
• 3.4 納米線斷裂機(jī)理分析及仿真35-37
• 3.4.1 斷裂機(jī)理分析35-36
• 3.4.2 斷裂現(xiàn)象仿真分析36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 納米操作系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制38-56
• 4.1 納米操作預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的研究意義38
• 4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)38-40
• 4.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作原理38
• 4.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程38-40
• 4.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法仿真驗(yàn)證40
• 4.3 預(yù)測(cè)控制40-43
• 4.3.1 預(yù)測(cè)控制原理40-41
• 4.3.2 廣義預(yù)測(cè)控制算法41-42
• 4.3.3 預(yù)測(cè)控制仿真驗(yàn)證42-43
• 4.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣義預(yù)測(cè)控制43-47
• 4.4.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43
• 4.4.2 NNP預(yù)測(cè)控制模型43-45
• 4.4.3 NNC滾動(dòng)優(yōu)化模型45-47
• 4.5 納米操作控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立47-49
• 4.6 仿真驗(yàn)證49-55
• 4.6.1 預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)模型搭建49-53
• 4.6.2 預(yù)測(cè)控制仿真分析53-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和獲得的專利61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 司麗娜;王曉力;;納米溝槽表面黏著接觸過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[J];物理學(xué)報(bào);2014年23期

2 袁帥;王越超;席寧;于海波;焦念東;于鵬;劉連慶;;機(jī)器人化微納操作研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2013年S2期

3 席裕庚;李德偉;林姝;;模型預(yù)測(cè)控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2013年03期

4 李東潔;王金玉;尤波;肖萬(wàn)哲;;納米操作研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

5 李啟楷,張躍,褚武揚(yáng);納米壓痕形變過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];金屬學(xué)報(bào);2004年12期

6 蘭惠清,張嗣偉,王德國(guó);自組裝膜納米壓痕的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2002年05期

7 陳增強(qiáng),袁著祉,張燕;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性預(yù)測(cè)控制綜述[J];控制工程;2002年04期

8 榮偉彬,孫立寧,曲東升,張濤,蔡鶴皋;基于壓電陶瓷管的三自由度微操作手建模與實(shí)驗(yàn)[J];壓電與聲光;2002年02期

9 畢樹(shù)生,宗光華,趙瑋,李旭東,于靖軍;微操作技術(shù)的最新研究進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué)基金;2001年03期

10 王旭永,王顯正,駱涵秀;六自由度并聯(lián)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)的位置姿態(tài)精度控制[J];儀器儀表學(xué)報(bào);1997年06期

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