高速精密运动平台研制

基于DRLink运动平台系统的数控模型与实验研究杨咸启;阚石;宋鹏;郭红兵【摘要】控制工程综合实验系统(DRLink控制系统)具有软硬件控制系统模块化、开放式设计,具有很好的可重组性,可进行二次开发.平台集机械、电子、通讯、计算机等多种技术,其控制软件具有仿真技术、网络管理和远程控制功能.该平台适用于学生进行试验、创新与竞赛、课程设计和毕业设计,对于学生实践能力的提高有较大帮助.通过深入研究平台的运动模型,由传递函数出发,利用MATLAB进行时域分析,再通过调整运动平台的各组成部分的参数来得到相应稳定的控制系统模型.最后基于DRlink控制系统的仿真实验则通过铅笔画在纸上的图案记录下了二维平台在相应特定指令下的工作轨迹.【期刊名称】《黄山学院学报》【年(卷),期】2016(018)003【总页数】5页(P11-15)【关键词】控制工程综合实验;运动图形;数控技术;工程应用【作者】杨咸启;阚石;宋鹏;郭红兵【作者单位】黄山学院机电工程学院,安徽黄山245041;黄山学院机电工程学院,安徽黄山245041;黄山学院机电工程学院,安徽黄山245041;黄山学院机电工程学院,安徽黄山245041【正文语种】中文【中图分类】TH126运动平台被广泛应用于IC制造以及MEMS制造以及生物医学等行业。

随着IC制造中芯片光刻与封装、MEMS器件封装及组装、生物医学中的点样移液、精密工程中的超精加工以及精密测量等领域的发展，人们对运动平台的定位精度提出了越来越高的要求。

近年来，我国大力发展信息产业，IC制造也得到了迅猛的发展，但芯片产业的装备难以达到世界先进水平。

因此，应用于IC制造过程中的硅片制造、芯片制造、芯片封装等关键环节的精密运动平台就成为当前IC制造装备中的关键部件。

由于IC制造业发展迅速，IC集成度日益增高，芯片尺寸、引线间距、焊盘直径持续减小，内部结构越来越复杂，因此对平台的定位精度也提出了极高的要求，目前要求的定位精度已经达到微米级甚至纳米级。

微振动环境下Stewart平台系统研究的开题报告一、研究背景随着现代工业技术的发展，越来越多的机械装置需要在微振动环境下工作。

例如轨道交通、军事装备、航天器等都需要在微弱振动环境下工作。

在这些情况下，机械系统的高精度运动控制就尤为重要。

Stewart平台是高精度运动控制的常用装置之一，其在飞行模拟器，运动仿真和精密加工机床等领域得到了广泛应用。

然而，在微振动环境下，Stewart平台的运动精度可能会受到影响，因此有必要进行相关研究，以进一步提高Stewart平台的运动精度与稳定性。

二、研究对象Stewart平台是由6个可变杆长的杆件和6个支撑平面组成的并联机构，其精度与机械稳定性直接影响到系统的性能。

本研究选择Stewart平台作为研究对象，探究在微振动环境下Stewart平台的运动精度与机械稳定性是否受到影响，并寻求相应的解决方案。

三、研究内容本研究将从以下几个方面进行探究：1. 分析微振动环境对Stewart平台运动精度的影响，探究其原因。

2. 分析微振动环境对Stewart平台机械稳定性的影响，探究其原因。

3. 针对微振动环境下Stewart平台的问题，提出相应的解决方案。

4. 根据解决方案，设计相应的实验进行验证。

四、研究意义本研究将为Stewart平台的高精度运动控制提供有意义的实验数据，有助于解决在微振动环境中运动控制存在的问题，提高Stewart平台的运动精度与机械稳定性。

同时，该研究也有助于提高在微振动环境下其他机械系统的运动控制精度。

五、研究方法本研究将采用理论模型分析与实验方法相结合的方式进行，具体研究方法包括：1. 对Stewart平台的运动原理进行动力学建模，分析微振动环境对机构的影响。

2. 使用基于有限元分析的计算机软件模拟Stewart平台在微振动环境下的工作情况，验证理论模型的正确性，并提取实验数据。

3. 设计实验工具，模拟微振动环境下的运动控制情况，测试Stewart 平台的精度与稳定性，并获取实验结果。

基于高速精密运动平台的自动化智能控制系统随着科技的不断发展，自动化智能控制系统已经越来越成为工业生产领域中不可或缺的一部分。

而高速精密运动平台，作为工业自动化中的重要组成部分，同样也承担着越来越重要的角色。

本文将从高速精密运动平台的基本概念和特点入手，进一步探讨如何建立自动化智能控制系统，并在实践中充分利用高速精密运动平台的优势，实现高效、精准、智能的生产。

一、高速精密运动平台的基本概念和特点高速精密运动平台（High-Speed Precision Motion Platform，HSPMP）是指一种可实现高速、高精度、高精密的运动控制平台。

它通过电机、传动机构、控制器等多种器件实现精准的位置和速度控制，并且可以进行多自由度控制。

高速精密运动平台在多种生产场景中都能发挥重要作用，例如电子制造、设备生产、医疗影像等。

其主要特点如下：1. 高速。

高速精密运动平台的控制器具备高速信号采集和传输能力，可实现高速运动控制。

在高速条件下，它通常需要具备高强度、高刚性的结构，以确保其稳定性和安全性。

2. 高精度。

高速精密运动平台的控制器必须具备高精度的位置和速度控制能力，以确保其在高速运动下达到预期的控制效果。

此外，高精度还包括高精密度的机械结构设计和高精度的传感器信号采集。

3. 多自由度。

高速精密运动平台常用于多自由度控制场景，例如三轴、五轴、六轴等。

这意味着其控制器需要能够同时控制多个轴，实现高效的多轴协同运动控制。

二、建立自动化智能控制系统建立自动化智能控制系统有助于提高工业生产效率和质量。

自动化智能控制系统不仅能够降低人工操作的风险，还可以实现高效、可靠的生产线。

下面将分别从硬件和软件两个方面探讨如何建立自动化智能控制系统。

1. 硬件方面：（1）选用合适的高速精密运动平台。

在选择高速精密运动平台时，应根据实际需要选择不同的轴数、控制精度等参数，以确保其能够满足生产需求。

（2）选用合适的参数采集设备。

一种高精度六轴运动平台设计潘绍飞;肖世德【摘要】A high precision six-axis motion platform has been studied on the design of overall structure and control scheme. Details of hardware components, control system, control strategy and software design of the motion platform have been de-scribed. The six-axis motion platform could meet the requirements of high precision movement control.%以一种高精度六轴运动平台为对象，对其进行了总体方案和结构设计，对其运动控制方案进行了研究，比较详细地介绍了该运动平台的硬件组成、控制方案、控制策略和软件设计，使得该六轴运动平台能够满足高精度运动控制要求。

【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P121-123)【关键词】六轴运动平台;运动控制;控制系统;控制策略【作者】潘绍飞;肖世德【作者单位】西南交通大学机械工程学院，四川成都 610000;西南交通大学机械工程学院，四川成都 610000【正文语种】中文【中图分类】TH1220 引言多轴运动平台可以按照需求在给定运动范围内，实现多自由度运动，达到预计位姿，在工业生产和生活领域中应用比较广泛，尤其在汽车、飞机、船舶和娱乐设施等运动模拟方面，多轴运动平台已经成为必不可少的动态仿真设备。

运动平台结构及运动形式的种类繁多，根据不同标准可对运动平台进行不同的分类。

按运动平台具有的自由度个数，可分为单自由度、二自由度、三自由度、四自由度、五自由度、六白由度运动平台;按运动平台的结构形式，可分为串联式和并联式两种[1]。

晶圆级倒装装备运动平台的鲁棒控制与模糊细调随着倒装封装器件向微小化、高密度化、标准化和模组化的方向发展,这对晶圆级倒装装备运动平台的动态响应、稳定性和定位精度提出了更高的要求。

高速高精度的精密运动平台具有典型的模型不确定性和扰动不确定性,传统的PID 控制方法比较难获得满意的性能,而鲁棒控制算法就是针对被控系统存在的不确定性和扰动来进行定量设计,可以解决系统的动态响应和稳定性问题。

采用前馈控制可以提高系统的响应速度,并运用模糊控制算法对前馈控制器的速度前馈和加速度前馈的参数进行模糊细调,从而寻找最优的前馈控制参数,优化运动平台的定位精度。

设计出一套应用在晶圆级倒装装备运动平台上的控制算法,来提高半导体芯片的焊接质量。

主要研究内容包括:1.通过调研晶圆级倒装装备及控制策略的国内外研究现状,分析晶圆级倒装装备的工作流程,然后针对直线运动平台定位精度对设备的稳定性和封装器件的一致性问题影响因素,深入研究晶圆级倒装装备中高速精密运动平台的控制策略,先采用PID控制器对被控对象进行调试,分析运动平台的运动性能,并提出解决其定位精度的方法;2.通过对电机、运动平台和被控系统进行机理建模,得到被控系统的理论模型。

再通过实验建模的方式对被控系统进行正弦扫频,将正弦扫频过程中的输入输出数据进行傅里叶变换得到被控系统的幅频曲线和相频曲线,再通过系统辨识得到被控系统的标称数学模型。

3.根据被控系统的数学模型进行鲁棒控制器设计,先确定模型存在的不确定性,然后确定加权函数的选择方法,最后运用H∞控制混合灵敏度方法设计得出鲁棒控制器,并在MATLAB的Simulink模块进行仿真分析,验证鲁棒控制器的动态响应品质和抗干扰的稳定性。

4.为确保直线电机运动平台实现高精度定位,并提高运动平台的动态响应速度,在控制系统里引入前馈控制器,并且采用模糊控制来细调前馈控制器的参数,从而保证直线电机运动平台在运动过程中始终保持良好的运动性能,提高运动平台的定位精度。