吴丹的教科研及成果

制造工程基础 (课号30120233, 本科生)

生产实习与社会实践 (课号40120613, 本科生)

机械系统课程设计 (课号40120522, 本科生) 精密与超精密加工

生命科学精密微操作 在精密超精密加工方面，研制出带宽为200Hz和10kHz的两种快速刀具伺服系统（Fast Tool Servo，FTS），解决了快速刀具伺服机构行程和频响之间的矛盾，以及FTS精密运动控制问题，并分别应用于精密非圆车削和非轴对称微结构表面的超精密车削中。将变速加工引入非圆车削，从理论上揭示了变速加工提高非圆车削腔闭稳定性和精度的机理，建立了实际应用变速加工的有效方法。通过理论建模与有限元分析，阐明了超精密非轴对称车削成形机理。此外，结合国家国防重大需求，深入开展碳纤维复合材料/钛合金叠层构件高效精密制孔机理与工艺研究，从理论上揭示叠层构件精密成形机理和刀具磨损机制，探索实现新型制孔工艺，满足军工重点型号工程应用需求。

在生命科学精密微操作方面，作为项目负责人，承担了863重点项目“生命科学微量样品自动化操作设备”。提出原位冷冻研磨离心的蛋白质提取方法，解决了现有方法效率和蛋白回收率低的问题；建立了狭缝针接触分样的动力学模型，从理论上揭示了狭缝知裤针微阵列制备的机理，研制成功生物样品微阵列制备系统，并在军事医学科学院、南京大学等多家单位进行示范应用。在国家自然科学基金资助下，以细胞显微注射为背景，首次利用耗散粒子动力学方法，建立了综合细胞骨架与细胞膜特性的细胞微结构模型，并与美国麻省理工学院力生物学实验室合作，深入研究细胞力学特性和损伤机理，以提高显微注射操作效率和细胞成活率。 清华大学教学成果二等奖：传承求实作风，践行求真理念，培育求新思维——机械工程及自动化专业生产实习探索与实践（2010）

清华大学教学成果二等奖：机械大类培养模式下制造工程基础平台课的创建与实践（2010）

北京市教学成果一等奖：机器人创新设计实践教学研究－探究课、SRT、科技竞赛相衔接的教学模式探索（2009）

清华大学实验技术成果一等奖：MOS仿人足球机器人实践教学平台（2008）

国家教委科技进步二等奖：基于大行程微位移机构的智能中凸变椭圆活塞数控车削系统（1997）

国家教委科技进步二等奖：集成化智能化计算机辅助工艺设计系统（1996） 1. 主要科研项目：

[1]2012-2015，面向微注射的细胞力学建模表征与参数优化，国家自然科学基金项

[2]2012-2014，数字化装配技术研究，企业资助项目

[3]2012-2014，碳纤维复合材料搭圆简/钛合金叠层构件精密制孔机理与工艺研究，摩擦学国家重点实验项目

[4]2012-2013，手机摄像头自动对焦装置的研究与开发，企业资助

[5]2009-2011, 生命科学微量样品自动化操作设备, 国家863重点项目.

[6]2009-2011, 微结构表面的超精密车削机理与精度提高技术, 摩擦学国家重点实验室自由探索项目.

[7]2008-2011, 面向生命科学的机器人微纳理论与技术研究, 摩擦学国家重点实验室重点项目.

[8]2007-2009, 电磁驱动超高频响直线式微进给系统, 国家自然科学基金项目.

[9]2007-2009, 军民两用智能移动机器人, 企业资助.

[10]2007-2008, 高精度装夹技术及应用, 包头市科委项目.

[11]2006-2008, 超声引导肝肿瘤微波消融治疗机器人系统的开发, 北京市科委十一五重大项目.

[12]2002-2004, 利用变速加工提高非圆车削精度的机理和方法研究, 国家自然科学青年基金项目.

[13]2002-2003, 中型柔性组合夹具元件设计及其软件开发, 企业资助.

[14]2001-2002, 中国三江航天集团下属八厂CIMS初步设计, 企业资助.

[15]2001-2002, 中国三江航天集团车间合理化, 企业资助.

[16]1998-2000, 采用信息元法面向并行工程CAPP框架系统, 国家863项目.

[17]1999-2000, 基于异地PDM的分布式产品数据管理技术, 国家863重点项目.

[18]1997-1999, 基于重复控制的直线伺服单元研究, 国家自然科学基金项目.

[19]1993-1995, 金刚石微粉砂轮超精密磨削, 国家自然科学基金项目.

[20]1989-1992, 高频响大行程微进给机构研究, 国家自然科学基金重大项目子项.

2. 主要论文

[1]Dan Wu, Ken Chen. Frequency domain analysis of nonlinear active disturbance rejection control via the describing function method. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013. (online, doi:10.1109/TIE.2012.2203777)

[2]Fei Liu, Dan Wu, Roger D. Kamm, Ken Chen. Analysis of nanoprobe penetration through a lipid bilayer. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes. (Available online 20 March 2013)

[3]Fei Liu, Dan Wu, Ken Chen. The Simplest Creeping Gait for a Quadruped Robot. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C, Journal of Mechanical Engineering Science, 2013. (online，doi: 10.1177/)

[4]Dan Wu, Libin Song, Ken Chen,Fei Liu. Modelling and hydrostatic analysis of contact printing microarrays by quill pins. International Journal of Mechanical Sciences, 2012, 54(1): 206-212. (SCI: 881AS)

[5]Dan Wu, Shunyan Zhou, Xiaodan Xie. Design and control of an electromagnetic fast tool servo with high bandwidth. IET Electric Power Applications, 2011, 5(2):217-223. (SCI: 752DC)

[6]Dan Wu, Ken Chen. Chatter suppression in fast tool servo-assisted turning by spindle speed variation. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2010, 50(12): 1038-1047. (SCI: 683BW)

[7]Dan Wu, Xiaodan Xie, Shunyan Zhou. Design of a normal stress electromagnetic fast linear actuator. IEEE Transactions on Magnetics, 2010, 46(4):1007-1014. (SCI: 572TG)

[8]Dan Wu, Ken Chen. Design and Analysis of Precision Active Disturbance Rejection Control for Noncircular Turning Process. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, 56(7): 2746-2753. (SCI: 466XD).

[9]Dan Wu, Tong Zhao, Ken Chen, Xiankui Wang. Application of active disturbance rejection control to variable spindle speed noncircular turning process. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2009, 49(5):419-423. (SCI: 430BI).

[10]Dan Wu, Ken Chen, Xiankui Wang. An investigation of practical application of variable spindle speed machining to noncircular turning process. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2009, 44(11):1094-1105. (SCI: 495HO)

[11]Dan Wu, Ken Chen, Xiankui Wang. Tracking control and active disturbance rejection with application to noncircular machining. International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2007, 47(15): 2207-2217. (SCI: 233DB).

[12]Danpu Zhao, Jing Xu, Dan Wu, Ken Chen, Chengrong Li. Gait definition and successive gait-transition method based on energy consumption for a quadruped. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2012, 25(1):29-37. (SCI: 879QG)

[13]Dan Wu, Xiankui Wang, Tong Zhao, Weilong Lv. Application of active disturbance rejection to tracking control of a fast tool servo system. Proceedings of the IEEE International Conference on Control Applications, Toronto, Canada, 2005: 547-552. (EI: ).

[14]Dan Wu, Xiankui Wang, Ken Chen, Wangmin Yi. Analysis and improvement for machining stability in noncircular turning. Proceedings of ASPE 19th Annual Meeting, Orlando, USA, 2004.

[15]Dan Wu, Xiankui Wang, Tong Zhao. Profile Precision Analysis and Enhancement for Noncircular Turning. Proceedings of the Second International Conference on Precision Engineering and Nano Technology, Changsha, China, 2002: 265-270.

[16]Dan Wu, Xiankui Wang, Zhizhong Li. oncurrent Process Planning for Machined Parts. Tsinghua Science and Technology, 2002, 7(5): 481-487.

[17]Dan Wu, Xiankui Wang, Zhiqiang Wei. Research on Key Techniques of Distributed Product Data Management. Proceedings of 5th International Conference on Progress of Machining Technology, Beijing, China, 2000: 847-852.

[18]Dan Wu, Xiankui Wang. Software Stiffness in Linear Motor Micro-feed System. Proceedings of the Sixth International Manufacturing Conference with China, Hongkong, 1993:449-451.

[19]Danpu Zhao, Dan Wu, Ken Chen. A Gait generation and Transition Method for Quadruped Walking Machine. High Technology Letters. (Accepted)

[20]Danpu Zhao, Dan Wu, , Yi Qiang, et al. The design of bionic joints: a lesson from synovial joints. Proceedings of the 1st International Conference on Bio-Medical Engineering and Informatics, Sanya, China, 2008: 788-792. (EI: ).

[21]Danpu Zhao, Dan Wu, , Ken Chen. The mechanism and feasibility of self-assembly with capillary force. Key Engineering Materials. 2007, 335: 234-239. (EI: )

[22]Xiankui Wang, Dan Wu. Research on the Linear Motor Micro-feed Mechanism. Proceedings of the 11th International Conference on Production Research, Hefei, China, 1991: 1961-1964.

[23]Xiankui Wang, Dan Wu, Yuan Zhejun. Experimental Research on the Linear Motor Micro-feed Device with High Frequency Response, Long Travel and High Accuracy. Annals of CIRP, 1991,40(1):379-382.

[24]吴丹，周顺燕，谢晓丹. 快速刀具伺服系统的精密自抗扰控制. 第29届中国控制会议论文集. 2010, 6101-6106. 北京：2010.7.29~31. (EI: )

[25]吴丹, 谢晓丹, 王先逵. 快速刀具伺服机构的研究进展. 中国机械工程, 2008, 19(11):1379-1385. EI：.

[26]吴丹，冯平法，刘莉. 创新生产实习模式，提高学生综合素质. 清华大学教育研究, 2008, 29(sup.): 72-79.

[27]吴丹, 孙京海, 王先逵. 非轴对称车削成型方法探讨. 清华大学学报（自然科学版），2006, 46(11): 1832-1835. (EI: )

[28]吴丹, 王先逵, 赵旦谱, 等. 变速非圆车削关键技术研究. 上海大学学报, 2004, 8(8):1-5.

[29]吴丹, 王先逵, 易旺民, 等. 重复控制及其在变速非圆车削中的应用. 中国机械工程, 2004, 15(5):446-449. INSPEC: 8154007.

[30]吴丹, 王先逵, 赵彤, 等. 非圆车削中刀具运动实现方法. 清华大学学报: 自然科学版, 2003, 43(11):1472-1475. (EI: )

[31]吴丹, 王先逵, 魏志强, 等. 基于协同服务平台的分布式产品数据管理. 清华大学学报, 2002, 42(6): 791-794. (EI: ).

[32]吴丹, 王先逵, 魏志强, 等. 异地数字化产品定义及管理的关键技术研究. 机械工程学报, 2002, 38(11): 71-74.

[33]吴丹, 王先逵, 魏志强. 飞机产品数字化定义技术. 航空制造技术, 2001, (8): 21-25.

[34]刘飞，吴丹，陈恳，宋立滨，潘玉龙. 微阵列制备机器人分向前馈误差补偿控制. 清华大学学报，2010. （已录用）

[35]潘玉龙，吴丹，宋立滨，刘飞，陈恳. 多孔板微阵列制备机器人系统的设计. 机器人. 2010. （已录用）

[36]谢晓丹，王博超，吴丹. 电磁驱动快速刀具伺服机构的电磁场和驱动力. 清华大学学报（自然科学版）, 2008, 48(8): 1298-1301. (EI: )

[37]吕伟龙, 吴丹, 王先逵, 等. 自抗扰精密跟踪运动控制器的设计. 清华大学学报（自然科学版）. 2007, 47(2): 190-193. (EI: )

[38]赵旦谱, 吴丹, 陈恳. 毛细力驱动自组装定位原理. 清华大学学报, 2005, 45(11): 1480-1483. (EI: )

[39]易旺民, 吴丹, 高杨, 等. 用于非圆车削的离散重复控制算法. 清华大学学报: 自然科学版, 2004, 44(8):1064-1066. (EI: )

[40]王先逵, 吴丹, 刘成颖, 等. 制造自动化技术的发展方向. 航空制造技术, 2002, (5): 17-20.

[41]王先逵, 吴丹. 制造技术中的模糊逻辑决策研究. 中国机械工程, 2000, 11(2): 157-162.

[42]王先逵, 吴丹, 刘成颖. 精密加工和超精密加工技术综述. 中国机械工程, 1999, (5):570-576.

3. 发明专利

[1]一种整体式的点样针清洗装置. ZL .1, 2011年授权. （排名第1）

[2]一种轮足两用机器人腿. ZL .5, 2011年授权. （排名第1）

[3]管道喷涂机器人及其作业轨迹规划方法. ZL .5, 2011年授权. （排名第4）

[4]轮足两用式移动机器人. ZL .2, 2010年授权. （排名第1）

[5]仿生轮足两用式机器人. ZL .1, 2010年授权. （排名第1）

[6]纸浆模塑制品的复合成形方法. ZL 98126393.3, 2003年授权. （排名第3）

[7]高频响大行程高精度微进给装置. ZL 95107471.7, 2000年授权. （排名第2）

[8]金刚石微粉砂轮的软弹性修整法. ZL 95105340.X, 2000年授权. （排名第3）