清华大学机械工程系博士研究生导师简介：吴丹

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　　吴丹 博士 教授/博导

　　62797938 62782351

　　wud@tsinghua.edu.cn

　　清华大学机械工程系(9003大楼)

　　北京清华大学9003大楼2511室

　　教育背景

　　1983.09~1988.07，清华大学精密仪器与机械学系，工学学士

　　1988.09~1990.07，清华大学精密仪器与机械学系，工学硕士

　　2003.09~2008.07，清华大学精密仪器与机械学系，工学博士

　　工作履历

　　1990.08~1992.12，清华大学精密仪器与机械学系，助教

　　1992.12~1998.08，清华大学精密仪器与机械学系，讲师

　　1997.09~1998.01，清华大学教务处挂职，任处长助理

　　1998.08~2012.12，清华大学精密仪器与机械学系，副教授

　　2013.01~2013.12，清华大学机械工程系，副教授

　　2013.12~至今，清华大学机械工程系，教授

　　学术兼职

　　中国自动化学会制造技术专业委员会常务委员 (2002— )

　　中国机械工程学会机械工业自动化分会委员 (2002— )

　　中国机械工程学会高级会员 (1998— )IEEE 会员 (2005— )

　　American Society for Precision Engineering (ASPE) 会员 (2011— )

　　研究概况

　　面向国家专项重大型号和工业应用需求，研究异形表面和难加工材料叠层加工机理、工艺与装备。同时，瞄准机械工程和生命科学交叉融合带来的学科增长点，以机械工程领域的力学分析和装备制造理论技术为基础，在跨学科交叉创新领域开展微操作理论技术和设备研究。在研究过程中，重点从微观角度探寻微小对象在加工和操作过程中的科学规律，突破装备制造关键技术。

　　在异形表面加工研究方面，以快速刀具伺服系统为突破口，提出了电磁驱动微进给机构优化设计方法，解决了高频响和大行程的矛盾;创新实践了自抗扰控制算法，提出了线性和非线性自抗扰控制器的设计分析方法，提高了运动控制精度和扰动抑制能力，并实现了精密非圆车削和超精密微结构表面车削。将变速加工应用于非圆车削，探索应用非线性时变系统稳定性分析方法，从理论上揭示了变速加工提高非圆车削稳定性的机理和方法。

　　在碳纤维复合材料/钛(铝)合金叠层自动化制孔研究方面，综合应用理论建模、数值分析和实验研究手段，建立了物理和机械性能具有明显差异的多种材料叠层的自动化制孔工艺，深入研究叠层制孔质量的影响因素及变化规律，探究刀具磨损机理，实现加工质量的主动控制和刀具的优化设计与使用。

　　在生命科学精密微操作方面，重点研究微操作设备和微小生物活体在微操作时的力学行为。针对蛋白或基因的微阵列制备，建立了狭缝针接触分样流体力学模型和分样机理，提出了多因素作用下的微阵列制备质量控制方法。研发的微阵列制备系统(TMAR)已在军事医学科学院、南京大学等单位应用。针对细胞微操作，以斑马鱼卵细胞微注射和用纳米探针向细胞导入外源物质为背景，利用耗散粒子动力学，建立了综合细胞膜、骨架、聚合/解聚合等生理过程的细胞微结构模型，深入研究了细胞微操作时的力学行为和损伤机理。

　　教学工作

　　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)

　　奖励与荣誉

　　1、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)

　　2、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)

　　3、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)

　　4、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)

　　5、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)

　　6、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)

　　学术成果

　　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目.

　　[2] 2013-2015, XXX数字化装配系统, 专项.

　　[3] 2012-2013, XXX数字化装配技术研究, 专项.

　　[4] 2012-2014, 碳纤维复合材料/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.

　　[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] 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.

　　[12] 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.

　　[13] 1993-1995, 金刚石微粉砂轮超精密磨削, 国家自然科学基金项目.

　　[14] 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、近期代表性论文

　　[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, 60(9): 3906-3914. (SCI: 141CE)

　　[2] Fei Liu, Dan Wu, Roger D. Kamm, Ken Chen. Analysis of nanoprobe penetration through a lipid bilayer. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes. 2013, 1828(8): 1667-1673. (SCI: 170GN)

　　[3] Fei Liu, Dan Wu, Ken Chen. Mechanical behavior of cells in microinjection: A minimum potential energy study. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2013, 24: 1-8. (SCI: 176QE)

　　[4] 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, 227(1):170-177. (SCI: 114OX)

　　[5] 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)

　　[6] 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)

　　[7] 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)

　　[8] 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)

　　[9] 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).

　　[10] 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).

　　[11] 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)

　　[12] 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).

　　3、授权发明专利

　　[1] 基于电磁驱动研磨和离心分离的生物组分自动化提取装置. ZL 201010564821.X, 2013年授权(排名第1)

　　[2] 一种生物组分自动化提取装置. ZL 201010564824.3. 2013年授权(排名第1)

　　[3] 一种原位研磨、离心装置. ZL ZL 201010273539.6. 2012年授权(排名第1)

　　[4] 一种整体式的点样针清洗装置. ZL 200910241631.1, 2011年授权. (排名第1)

　　[5] 一种轮足两用机器人腿. ZL 200810057401.5, 2011年授权. (排名第1)

　　[6] 管道喷涂机器人及其作业轨迹规划方法. ZL 200910090827.5, 2011年授权. (排名第4)

　　[7] 轮足两用式移动机器人. ZL 200810056851.2, 2010年授权. (排名第1)

　　[8] 仿生轮足两用式机器人. ZL 200810057399.1, 2010年授权. (排名第1)

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

　　[10] 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)

　　[11] 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)

文章来源：清华大学机械工程系