Simultaneous Measurement of Individual ATPase and Mechanical Reactions by a Single Myosin Molecule at Work

Based on techniques for single molecule imaging and nanomanipulation by optical tweezers, we have developed a new technique that allows simultaneous measurement of individual ATPase and mechanical reactions from a single myosin molecule during force generation. We show how the ATPase reaction couples to the mechanical reaction directly at the single molecule level. The results show that the myosin head can produce force even after releasing the bound nucleotide, probably ADP, suggesting that the chemical energy driven by ATP hydrolysis can be hysteretically stored in the myosin molecule. This view does not support a widely accepted hypothesis in which the force generation is tightly coupled to ligand dissociation.This paper was originally presented as an invited paper at the seventh Meeting on Near Field Optics, which was held on July 1, 1998 at Nagoya University, Nagoya, organized by the Research Group on Near Field Optics of the Optical Society of Japan, an affiliate of the Japan Society of Applied Physics.     

压电超声电机的非线性动力学研究进展

压电超声电机 (ultrasonic motor, USM) 是一个具有闭环控制的机电耦合强非线性系统,在大功率情况下,会表现出明显的非线性现象．其非线性因素主要表现为: (1) 定子与动子之间的接触非线性; (2) 定子材料非线性; (3) 温度、磨损等因素引起的缓变因素; (4) 驱动电网络中的非线性因素．由于诸多非线性因素的存在,使得 USM 系统具有跳跃、滞后、共振频率漂移、死区和饱和等非线性现象,同时,给 USM 的非线性动力学建模带来了困难．而 USM 闭环控制要求有一个合理的动力学模型,因此,研究 USM 的非线性动力学建模是 USM 研究中的一个重要内容．针对超声电机系统中普遍存在的非线性因素和非线性动力学建模方法进行了归纳,对已有文献中有关超声电机非线性动力学的研究进行了总结,指出了有关该方面的若干研究方向．      

插入式永磁低速同步电机非奇异终端滑模观测器设计

提出一种以d-q同步旋转坐标系下, 电流为观测对象的插入式永磁同步电机的非奇异高阶终端滑模观测器, 用来获得高性能矢量控制系统所必需的电机转子位置及速度信息. 采用非奇异终端滑模控制, 提高了观测器的动态响应速度及鲁棒性, 利用高阶滑模控制技术的特性, 有效地抑制了传统滑模控制的抖振现象. 同时给出了转速环及电流环调节器的参数设计方法, 转速环调节器采用积分反馈算法, 电流环调节器使用前馈解耦内模控制技术 ,参数在线调整简单. 将该算法应用到2 MW永磁同步低速电机无传感器控制系统中, 实验结果表明, 该方法能够准确计算出电机的位置和速度, 使系统具有良好的稳态精度和动态性能.     

一种创新型感应电机调速系统的设计与实现

鉴于传统电力电子相关课程实验既无法直观了解电路内部构造,也不能有效提升实际动手能力的情况,设计了一种基于实验室环境的开放式创新型感应电机变频调速系统,改造了主电路和控制电路的电源,在适应实验室用电环境的同时,能实现主电路低压可测量和提升学生实验的安全性;并设计了采样电路和保护电路,能加深学生对电路的了解,增强实际动手能力.经实验验证,该系统能完成多段速运动控制、模拟量与数字量给定调速等相关实验.     

数控机床电机散热温度场的数值模拟研究

电机作为数控机床的核心部件，其性能影响着机床主轴系统的精度、电机效率和使用寿命．因此，合理设计高速电机的结构使其处于最佳的温度场，了解电机在运行过程中各空气区域内的速度及温度分布非常重要．本文以某机床的电机定转子作为研究对象，利用CFD软件对转子通风道的设计方案进行数值模拟，通过数值模拟分析电机内部的流场温度场及流场分布．根据模拟结果进行优化设计，在转子和定子之间进行单排孔和双排孔的优化方案设计，通过温度分布确定最佳设计方案，为电机转子通风道的散热优化设计提供有意义的参考．     

快速高精度凸轮磨微进给控制

改进加工流程及升降速控制可以缩短砂轮进退时间，改善快速性。降速停止过程中，驱动速率低于启动频率后，利用在某相定位位置使电机停转来提高定位精度，再加上CCD复位检测，利用计数器对粗磨总量、精磨总量返回位置的确认等措施可以有效地缓解此矛盾。在改造后的NEWCAM凸轮磨中得到实现。     

基于微分几何方法的永磁同步电动机的混沌运动的控制

永磁同步电动机(PMSM)在某些参数及工作条件下会出现混沌运动，这将危及电机传动系统的稳定运行，因此如何抑制或消除PMSM中的混沌成为保持其稳定性的关键问题.利用微分几何控制理论，首先从解析上推导出PMSM混沌运动控制律的表达式，然后对控制过程进行仿真.理论分析及数值仿真结果表明：该控制策略不仅行之有效，而且相对其他控制方法具有一定的优越性.研究结果对保证电机传动系统的稳定运行具有较好的参考价值. 关键词： 混沌控制 微分几何 准确线性化 永磁同步电动机     

无刷直流陀螺电机的高精度恒速控制

介绍了一种能够实现三相绕组无刷直流陀螺电机的锁相恒速控制方法,所提出的定脉冲三相移电路是将高精度的参考脉冲信号移相成频率不变、相位差为120°的三组脉冲信号,分别与各相反电势检测整形的反馈信号进行相位比较,由该比较输出的数字脉冲信号直接控制电机的三相绕组导通工作。锁定时,使电机反电势的频率脉冲与参考脉冲成为一一对应的关系,电机就处于高精度恒速运行。通过样机试验,其恒速控制精度达到0.001%。     

感应电动机磁链跟踪问题

首先研究了一般非齐次线性时变控制系统状态向量收敛至给定平衡点的充分性条件.进一步讨论了感应电动机磁链控制模型,给出了定子磁链渐近跟踪控制的条件.