發(fā)布時間：2017-05-18 20:07

  本文關(guān)鍵詞：高加速精密運(yùn)動平臺建模及控制關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：芯片封裝是IC產(chǎn)業(yè)中重要環(huán)節(jié)，高加速精密運(yùn)動平臺是封裝設(shè)備的核心運(yùn)動部件。隨著科技發(fā)展，芯片的尺寸越來越小，引線間距也越來越小，對封裝效率的要求越來越高，這就要求面向芯片封裝的運(yùn)動平臺具有更快的速度、更高的加速度、更高的定位精度。這些指標(biāo)對運(yùn)動平臺的設(shè)計以及運(yùn)動控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提出了極大的挑戰(zhàn)。 本文從封裝運(yùn)動典型工況出發(fā)，基于自主研制的高加速精密運(yùn)動平臺，建立了平臺摩擦模型，研究了運(yùn)動平臺模型辨識技術(shù)，以及能夠?qū)崿F(xiàn)快速、精確定位的控制關(guān)鍵技術(shù)。 論文研究的高加速精密運(yùn)動平臺采用的是直線電機(jī)直接驅(qū)動的形式。本文首先對永磁同步直線電機(jī)進(jìn)行特性分析，分析了直線電機(jī)推力波動的情況；建立運(yùn)動平臺的摩擦模型，對于摩擦模型中難以確定的參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)辨識；預(yù)估了運(yùn)動平臺模型的模型結(jié)構(gòu)，采用頻率響應(yīng)法對系統(tǒng)模型進(jìn)行辨識，得到系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并驗證模型有效性。 基于得到的運(yùn)動平臺的數(shù)學(xué)模型，研究了面向封裝運(yùn)動的控制關(guān)鍵技術(shù)。采用非對稱S速度曲線對平臺參考位置輸入進(jìn)行軌跡規(guī)劃，有效抑制運(yùn)動平臺的殘余振動；根據(jù)辨識得到的閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了零相位跟蹤誤差前饋控制器，減小了系統(tǒng)的時滯誤差，增強(qiáng)系統(tǒng)響應(yīng)特性；設(shè)計位置環(huán)PID控制器，以及速度環(huán)PID+擾動觀測器(DOB)的控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對低頻擾動的補(bǔ)償和高頻噪聲等干擾的抑制；減小控制算法計算量，，降低過渡過程超調(diào)量，將摩擦干擾分為高速線性部分和低速非線性兩部分分別補(bǔ)償。利用Matlab/Simulink對設(shè)計的前饋、反饋控制器進(jìn)行仿真分析，驗證控制算法的可行性。 最后，搭建基于dSPACE實(shí)時仿真系統(tǒng)的運(yùn)動平臺實(shí)驗系統(tǒng)，對高加速精密運(yùn)動系統(tǒng)進(jìn)行性能測試以及實(shí)驗研究。測試結(jié)果表明，運(yùn)動平臺最大加速度可達(dá)X向15g，Y向16g。結(jié)合所設(shè)計的控制器，運(yùn)動平臺X向在9ms以內(nèi)達(dá)到±1um的定位精度，Y向可以6ms以內(nèi)達(dá)到±1um的定位精度，并且使過渡過程的超調(diào)量控制在3.2um以內(nèi)，這些指標(biāo)都已達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平。
【關(guān)鍵詞】：XY運(yùn)動平臺 模型辨識 前饋控制 摩擦補(bǔ)償 擾動觀測器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP273;TH703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及意義9-11
• 1.1.1 課題來源及背景9-10
• 1.1.2 課題研究意義及目標(biāo)10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-16
• 1.2.1 高動態(tài)運(yùn)動平臺發(fā)展研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 系統(tǒng)建模與模型辨識13-14
• 1.2.3 運(yùn)動控制策略14-16
• 1.3 主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 運(yùn)動平臺建模及參數(shù)辨識18-38
• 2.1 引言18
• 2.2 高加速精密運(yùn)動平臺結(jié)構(gòu)18-19
• 2.3 直線電機(jī)特性分析及建模19-27
• 2.3.1 直線電機(jī)結(jié)構(gòu)與原理19
• 2.3.2 直線電機(jī)特性分析19-24
• 2.3.3 直線電機(jī)數(shù)學(xué)模型24-27
• 2.4 驅(qū)動器模型27
• 2.5 運(yùn)動平臺摩擦模型27-30
• 2.5.1 摩擦模型建立27-28
• 2.5.2 摩擦模型參數(shù)辨識28-30
• 2.6 運(yùn)動平臺建模30-37
• 2.6.1 動力學(xué)模型估計30-34
• 2.6.2 模型參數(shù)辨識34-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 運(yùn)動控制策略研究38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 運(yùn)動平臺控制特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)38-39
• 3.3 軌跡規(guī)劃39-42
• 3.4 擾動觀測器設(shè)計及仿真42-47
• 3.4.1 擾動觀測器原理42-43
• 3.4.2 低通濾波器設(shè)計43-44
• 3.4.3 帶有擾動觀測器的控制系統(tǒng)44-45
• 3.4.4 擾動觀測器仿真45-47
• 3.5 摩擦補(bǔ)償設(shè)計與仿真47-49
• 3.6 零相位前饋誤差跟蹤控制設(shè)計49-51
• 3.6.1 ZPETC 原理49-50
• 3.6.2 閉環(huán)系統(tǒng)模型辨識50-51
• 3.6.3 ZPETC 控制器設(shè)計51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 第4章 運(yùn)動平臺實(shí)驗研究52-59
• 4.1 引言52
• 4.2 實(shí)驗系統(tǒng)組成52-53
• 4.3 基于 dSPACE 的控制系統(tǒng)設(shè)計53-54
• 4.4 控制算法驗證54-58
• 4.4.1 最大加速度測試54-55
• 4.4.2 ZEPTC 控制效果測試55
• 4.4.3 非對稱 S 規(guī)劃曲線效果測試55-56
• 4.4.4 摩擦補(bǔ)償效果測試56-57
• 4.4.5 抗干擾測試57-58
• 4.4.6 X 軸綜合性能測試58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊國哲;王立平;郁鼎文;崔巍;;三維微細(xì)電火花加工運(yùn)動平臺的誤差模型建立[J];機(jī)械工程師;2006年06期

2 蔣志昌;多自由度電液伺服動感模擬裝置[J];液壓與氣動;2001年08期

3 鄭津生,程賢進(jìn),祁志民;多維運(yùn)動平臺對武器發(fā)射精度的影響及修正[J];火力與指揮控制;2003年S1期

4 蓋旭剛;江晶;秦江敏;;基于D-S證據(jù)理論的運(yùn)動平臺多傳感器目標(biāo)分類[J];空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報;2006年02期

5 吳東蘇;顧宏斌;;六自由度飛行模擬器運(yùn)動平臺的自適應(yīng)滑模控制(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2007年05期

6 趙杰;;基于地心地固坐標(biāo)系的多運(yùn)動平臺實(shí)時配準(zhǔn)方法[J];電子信息對抗技術(shù);2009年04期

7 王飛行;賀思三;陳建軍;付強(qiáng);;運(yùn)動平臺下頻率步進(jìn)雷達(dá)雜波相消新方法[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;2010年03期

8 楊忠高;賢海華;程意麗;;雙目立體視覺運(yùn)動平臺控制系統(tǒng)的仿真分析[J];機(jī)電信息;2011年15期

9 袁立鵬;董彥良;趙克定;許宏光;;基于動力補(bǔ)償?shù)囊簤翰⒙?lián)運(yùn)動平臺控制策略[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2006年08期

10 段玲琳;段曉超;;飛艇載對地面站干擾波束定向計算方法[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭會明;;動感仿真的建模與實(shí)現(xiàn)方法研究[A];二○○一年中國系統(tǒng)仿真學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

2 范亞南;楊華忠;廖仲瑋;;履帶式裝甲車輛駕駛模擬系統(tǒng)運(yùn)動平臺研究[A];2007中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

3 趙雷;姚志遠(yuǎn);葛兆鳳;葉明;;基于直線電機(jī)精密運(yùn)動平臺的設(shè)計和實(shí)驗研究[A];第十六屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會論文摘要集[C];2011年

4 王樹根;李賓;王海濤;仲思東;;基于車載CCD影像的物方幾何參數(shù)量算[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

5 肖志權(quán);邢繼峰;彭利坤;朱石堅;;數(shù)字式6-DOF運(yùn)動平臺運(yùn)動不平穩(wěn)現(xiàn)象分析[A];第四屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

6 程飛;熊華鋼;;便攜式總線信息監(jiān)視分析器設(shè)計[A];中國航空學(xué)會信號與信息處理專業(yè)全國第八屆學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

7 潘劍飛;曹廣忠;林旅明;邱洪;;新型磁懸浮直線運(yùn)動系統(tǒng)[A];全國第19屆計算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2008年

8 楊灝泉;趙克定;吳盛林;袁立鵬;;多自由度飛行模擬器運(yùn)動平臺運(yùn)動平滑性的研究[A];第一屆全國流體動力及控制工程學(xué)術(shù)會議論文集（第二卷）[C];2000年

9 佟惠軍;賈秋銳;紀(jì)義國;;電視制導(dǎo)導(dǎo)彈末段彈道仿真試驗平臺設(shè)計[A];探索 創(chuàng)新 交流——第三屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集（第三集）[C];2008年

10 喻亮;茹紅強(qiáng);左良;薛向欣;姜艷麗;肖冰;;TiB_2高溫高壓下的動力學(xué)研究[A];第二屆全國背散射電子衍射（EBSD）技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議暨第六屆全國材料科學(xué)與圖像科技學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 玉勝邋憲順 崇勝;足不出戶就可跟真人對練[N];德州日報;2008年

2 王剛　王東琦;我國電子生產(chǎn)設(shè)備一項關(guān)鍵技術(shù)獲突破[N];中國工業(yè)報;2009年

3 記者 王志起 通訊員 李海龍;我市參加第九屆高交會成果顯著[N];秦皇島日報;2007年

4 伊凡;歐芽公司水上浮動系統(tǒng)走俏[N];中國船舶報;2006年

5 肖玉華、肖一;三峽船閘綜合通過能力關(guān)鍵技術(shù)研究啟動[N];中國交通報;2005年

6 記者蔣建科;我國加強(qiáng)食品安全關(guān)鍵技術(shù)研究[N];人民日報;2002年

7 記者 趙偉 通訊員 鄭原馳;彩色激光電視關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破[N];長春日報;2006年

8 記者 解小如;山東加快推廣節(jié)能新技術(shù)[N];中國化工報;2006年

9 孫自明 張濤;中國大中型油田勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究通過驗收[N];中國石化報;2006年

10 記者 白茂槐 通訊員 吳香玉;包頭稀土、鈮資源綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究啟動[N];中國冶金報;2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭巖;運(yùn)動平臺上跟蹤系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2010年

2 穆華;多運(yùn)動平臺協(xié)同導(dǎo)航的分散式算法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 張大興;三軸ATP運(yùn)動平臺若干關(guān)鍵問題研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

4 王婷;微靶裝配在線監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2009年

5 吳東蘇;輕型飛行模擬器運(yùn)動平臺先進(jìn)控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

6 朱圣棋;高速運(yùn)動平臺雷達(dá)GMTI關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

7 胡浩軍;運(yùn)動平臺捕獲、跟蹤與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)視軸穩(wěn)定技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

8 朱思俊;少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)及五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的相關(guān)理論[D];燕山大學(xué);2007年

9 毛志偉;旋轉(zhuǎn)電弧傳感移動焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計與仿真[D];南昌大學(xué);2007年

10 于大泳;六自由度運(yùn)動模擬器精度分析及其標(biāo)定[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉武龍;高加速精密運(yùn)動平臺建模及控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 郭翠娟;超高加速度精密運(yùn)動平臺研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 趙雷;基于柔性鉸鏈設(shè)計的直線超聲電機(jī)運(yùn)動平臺動力學(xué)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

4 宋盾蘭;一種混聯(lián)六自由度精密運(yùn)動平臺的設(shè)計研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 吳亞軍;數(shù)字閥控缸運(yùn)動平臺設(shè)計及特性研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2010年

6 吳奎;龍門式精密運(yùn)動平臺的滑�？刂扑惴ㄑ芯颗c實(shí)現(xiàn)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

7 王勇;基于力傳感器的飛行模擬器運(yùn)動平臺控制研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 董彥　;六自由度飛行模擬器運(yùn)動平臺仿真[D];南京航空航天大學(xué);2003年

9 曹曉豐;水導(dǎo)激光切割機(jī)運(yùn)動平臺設(shè)計與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 翁和章;磁懸浮直線運(yùn)動平臺控制系統(tǒng)研究[D];山東大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：高加速精密運(yùn)動平臺建模及控制關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：377021