本文關(guān)鍵詞：LED焊線機沖擊力波動的優(yōu)化控制方法研究

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【摘要】：LED焊線機沖擊力的平穩(wěn)性是保證焊線質(zhì)量一致性的前提。焊線機劈刀在接觸芯片電極時的沖擊力波動過大會引起芯片焊盤裂紋、焊球過大等缺陷,嚴重影響焊線質(zhì)量,因此焊頭沖擊力的波動范圍需得以控制。本文開展焊線機焊線過程焊頭位置/力切換過程優(yōu)化研究,控制沖擊力的波動范圍。本文提出基于改進單純形法的控制參數(shù)優(yōu)化方法,提升焊線過程的位置精度；針對劈刀和焊盤接觸過程中搜索速度、沖擊力等波動問題,提出一種模糊PID控制方法,對切換時的速度控制環(huán)路進行控制,保證焊線機在高速運動條件下能實現(xiàn)焊頭的穩(wěn)定接觸,減小沖擊力波動范圍。主要研究內(nèi)容包括：1.調(diào)研LED焊線機及控制系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,針對焊線機高速運動過程焊頭沖擊力對焊接質(zhì)量的影響,深入研究焊頭控制系統(tǒng)及其沖擊力影響因素；2.構(gòu)建LED焊線機的音圈電機控制模型,進行焊線機的三環(huán)控制系統(tǒng)建模；提出基于改進單純形法的控制參數(shù)優(yōu)化方法,獲得焊線機PID控制器的最優(yōu)控制參數(shù),并通過位置跟隨誤差實驗和沖擊力實驗,驗證該方法的有效性；3.針對焊線機高速運動過程的沖擊力波動控制問題,提出一種模糊PID控制方法,對切換時的速度控制環(huán)路進行控制,實現(xiàn)沖擊力波動范圍的有效控制,通過與常規(guī)PID控制系統(tǒng)的仿真對比,驗證該方法的有效性；4.利用PMAC卡的自定義算法開放功能,實現(xiàn)焊線機模糊PID控制算法程序的編寫與調(diào)試,并開展位置跟隨誤差和沖擊力波動的實驗研究,驗證該方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：焊線機 沖擊力波動 改進單純形法 模糊PID控制 PMAC
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG409
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 焊線機研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 控制算法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 焊線機力控制研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 論文課題來源及研究內(nèi)容17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第二章 LED焊線機控制系統(tǒng)建模19-29
• 2.1 LED焊線機焊線過程和控制原理的描述19-22
• 2.1.1 焊線機焊線過程19-21
• 2.1.2 焊線機控制原理21-22
• 2.2 LED焊線機控制系統(tǒng)建模22-28
• 2.2.1 音圈電機建模22-25
• 2.2.1.1 音圈電機的電壓平衡方程22-23
• 2.2.1.2 音圈電機力平衡方程23
• 2.2.1.3 音圈電機的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.2.2 LED焊線機三環(huán)控制模型建模25-28
• 2.2.2.1 電流環(huán)控制模型建模25-26
• 2.2.2.2 速度環(huán)控制模型建模26-27
• 2.2.2.3 位置環(huán)控制模型建模27
• 2.2.2.4 三環(huán)模型建模27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 焊線過程控制參數(shù)優(yōu)化及沖擊力影響29-47
• 3.1 控制參數(shù)優(yōu)化29-33
• 3.1.1 參數(shù)優(yōu)化簡介29-30
• 3.1.2 PID參數(shù)優(yōu)化算法選擇30-31
• 3.1.3 改進單純形法尋優(yōu)31-33
• 3.1.3.1 目標函數(shù)選定31
• 3.1.3.2 尋優(yōu)步驟如下31-32
• 3.1.3.3 算法流程32-33
• 3.2 改進單純形法的實現(xiàn)與結(jié)果分析33-35
• 3.2.1 仿真模型搭建33
• 3.2.2 改進單純形法實現(xiàn)和實驗結(jié)果分析33-35
• 3.3 參數(shù)優(yōu)化對焊線機沖擊力的影響分析35-45
• 3.3.1 沖擊力實驗平臺搭建35-38
• 3.3.1.1 實驗測量平臺搭建35-37
• 3.3.1.2 實驗設(shè)備介紹37-38
• 3.3.2 沖擊力實驗與影響分析38-41
• 3.3.3 沖擊力實驗結(jié)果分析41-45
• 3.4 本章小節(jié)45-47
• 第四章 焊線機切換之后的模糊PID控制與仿真47-60
• 4.1 智能控制算法47-49
• 4.1.1 智能控制算法簡介47-48
• 4.1.2 智能控制算法選擇48-49
• 4.2 模糊控制原理49-50
• 4.3 焊線過程位/力切換控制方法50-56
• 4.3.1 焊線過程位/力切換分析50
• 4.3.2 焊線過程位/力切換的PID控制50-52
• 4.3.3 焊線過程位/力切換的模糊PID控制52-56
• 4.3.3.1 模糊PID控制器的輸入輸出變量52-53
• 4.3.3.2 模糊PID控制器的隸屬函數(shù)確定53-54
• 4.3.3.3 模糊PID控制器的控制規(guī)則表54-55
• 4.3.3.4 模糊推理與求解55-56
• 4.4 焊線過程切換控制的仿真分析56-58
• 4.4.1 仿真控制設(shè)計56-57
• 4.4.2 仿真過程57
• 4.4.3 仿真結(jié)果分析57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第五章 基于模糊PID控制的沖擊力實驗研究60-79
• 5.1 模糊PID控制算法實現(xiàn)60-66
• 5.1.1 模糊變量隸屬函數(shù)的設(shè)計和推理規(guī)則60-61
• 5.1.2 PID參數(shù)的模糊自整定解析結(jié)構(gòu)61-62
• 5.1.3 模糊PID控制算法編寫62-66
• 5.2 模糊PID控制算法調(diào)試66-69
• 5.3 沖擊力實驗和結(jié)果分析69-78
• 5.3.1 沖擊力實驗數(shù)據(jù)測量69-72
• 5.3.2 沖擊力結(jié)果分析72-78
• 5.3.2.1 參數(shù)優(yōu)化控制、常規(guī)PID控制和模糊PID控制結(jié)果分析比較72-75
• 5.3.2.2 模糊PID控制和參數(shù)優(yōu)化下模糊PID控制結(jié)果分析比較75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論與展望79-81
• 參考文獻81-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文85-87
• 致謝87

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本文編號：878686