近些年來,萬物互聯(lián)的時代離我們越來越近,以大規(guī)模集成電路為代表的硬件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為智能未來奠定了基石。為了我國綜合國力的提升和國家安全的維護(hù),必須要自主研發(fā)大規(guī)模集成電路制造裝備。本課題以超精密運(yùn)動平臺光刻機(jī)為背景,研究了新一代工件臺的替代對象——磁浮平面電機(jī)的建模和驅(qū)動的換流方法。首先,簡單介紹了本次設(shè)計的平面電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計原則,以二維Halbach陣列為磁鋼,根據(jù)實際條件設(shè)計了磁體的拼裝形式和尺寸。線圈繞組部分的設(shè)計以基于洛倫茲力法則的電機(jī)驅(qū)動方法為基礎(chǔ)確定了尺寸以及排布方式。隨后,在電機(jī)結(jié)構(gòu)確定的情況下,建立了電磁力與電流的解耦模型。先建立永磁陣列的解析模型,在磁感應(yīng)強(qiáng)度已知的情況下得到單個線圈在磁場中按照一定擺放方式時的受力模型。根據(jù)旋量理論得到整個線圈陣列的受力解耦模型。為了驗證模型的精度,將永磁陣列的解析模型和單線圈的受力模型與有限元仿真的結(jié)果進(jìn)行了對比。最后,針對磁浮平面電機(jī)的過驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計了相應(yīng)的換流算法。以減少線圈的熱功耗為目標(biāo),先針對單個位置,提出了基于梯度下降法和基于啟發(fā)式優(yōu)化算法的線圈換流方法。然后以S曲線作為線圈連續(xù)軌跡換流的實現(xiàn)目標(biāo),提出了基于范數(shù)的換流... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Halbach排布的磁場特性示意圖

圖 3- 7 Halbach 永磁陣列 3D 效果圖接下來是網(wǎng)格的剖分，這關(guān)系到精度和時間的一個平衡。經(jīng)過綜合考慮，每類磁體為 17mm，需要保證每個磁體至少能分到 3 個以上的網(wǎng)格，基于這種，最終選取的網(wǎng)格類型為 Inside Seletion，以每個子單元的長度作為限制量， 3mm 為最大網(wǎng)格長度，進(jìn)行網(wǎng)格剖分。最終得到的剖分結(jié)果如圖 3-8 所示。

接下來是網(wǎng)格的剖分，這關(guān)系到精度和時間的一個平衡。經(jīng)過綜合考慮，每Ⅰ類磁體為 17mm，需要保證每個磁體至少能分到 3 個以上的網(wǎng)格，基于這種慮，最終選取的網(wǎng)格類型為 Inside Seletion，以每個子單元的長度作為限制量，定 3mm 為最大網(wǎng)格長度，進(jìn)行網(wǎng)格剖分。最終得到的剖分結(jié)果如圖 3-8 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]積分和二階滑�？刂圃诠饪虣C(jī)雙工件臺系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 張常江.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]動圈式磁懸浮永磁平面電機(jī)優(yōu)化設(shè)計與運(yùn)動控制[D]. 駱浩.江蘇大學(xué) 2016
[3]多電機(jī)系統(tǒng)協(xié)同控制研究[D]. 高德超.濟(jì)南大學(xué) 2015
[4]六自由度磁浮電機(jī)建模及控制研究[D]. 史新妍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]光刻機(jī)掩模臺六自由度解耦仿真及宏動軌跡規(guī)劃[D]. 潘昌瑞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]動磁鋼式磁懸浮平面電機(jī)的設(shè)計與建模研究[D]. 張磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]光刻機(jī)雙工件臺軌跡規(guī)劃算法研究[D]. 李聰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[8]高精度平面電機(jī)性能參數(shù)測試方法研究[D]. 王文祝.中南大學(xué) 2013
[9]磁懸浮平面電機(jī)建模與運(yùn)動控制研究[D]. 姜恩澤.清華大學(xué) 2012



本文編號：3006566