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划片机工作台精确定位控制技术研究

作　者: 侯飞
导　师: 刘波; 赫东锋
学　校: 西安工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 划片机工作台 PID控制遗传算法
分类号: TN305
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着半导体工艺技术的发展,集成电路成为信息产业的基础。而划片机是集成电路的后封装的重要一道工序,它的加工能力决定了芯片的质量和数量。随着硅晶圆片越来越薄,切口宽度越小,芯片对加工的设备的要求也越来越高。良好性能的机械设备可以提高晶圆上芯片的成品率。目前国内外对划片机的研究还不够深入,所以研究划片机对提高芯片的质量和成品率有重要的意义。针对划片机存在的问题,将高精度定位及控制技术作为本论文的研究方向。对高精度定位和控制技术从两个方面来进行研究,对高精度定位而言,以划片机的工作台作为研究对象,由于直线电机相比于传统的机构,简化了机械结构,具有高刚度,高可靠性的优点；同时选用直线电机作为工作台运动的驱动装置,构成了划片机的高精度运动工作台；对于控制技术,将采用经典的PID控制技术,实现进给系统的控制要求,同时制定出划片机工作台的技术指标。本论文首先选择出工作台的控制系统所需的部件以及各部件的计算和选型。然后对直线电机及工作台建立物理模型及数学模型。对工作台进行辨识,辨识出被控对象的质量。采用PID控制技术,设计了电流环、速度环和位置环,建立系统的控制方框图。PID的参数对控制系统有很大的影响,为了使系统的响应速度快,超调小,采用遗传算法对PID控制的参数进行整定,得到最优的参数整定值,同时在MATLAB中进行仿真,添加速度反馈及加速度反馈,分析参数对系统的影响。将得到的参数运用到实验中,实验表明,由于受到各种因素的影响,理论数值与实验数值有一定的差距。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-19
  1.1 引言  8-9
  1.2 划片机的发展过程及国内外发展现状  9-11
    1.2.1 划片机的发展过程  9-10
    1.2.2 划片机的国内外现状  10-11
  1.3 划片机的工作原理  11-13
  1.4 划片机存在的问题及本论文研究的问题  13-16
    1.4.1 目前划片机存在的问题  13-14
    1.4.2 高精度定位及控制技术  14-16
  1.5 划片机工作台的技术指标  16-18
  1.6 本章小结  18-19
2 工作台的各部件及选型  19-29
  2.1 概述  19
  2.2 直线电机的选型计算  19-26
    2.2.1 直线电机的概述  19-20
    2.2.2 直线电机的类型选择  20-21
    2.2.3 主要直线电机厂商及产品介绍  21-24
    2.2.4 直线电机的计算  24-26
  2.3 运动控制卡的概述及选型  26
  2.4 驱动器  26-27
  2.5 光栅尺  27-28
  2.6 本章小结  28-29
3 工作台进给系统模型的建立及辨识  29-38
  3.1 引言  29
  3.2 直线电机的物理模型及数学模型  29-32
  3.3 工作台的物理模型及数学模型  32-34
    3.3.1 气浮工作台的数学模型  33
    3.3.2 滚动导轨工作台的数学模型  33-34
  3.4 模型辨识  34-37
  3.5 本章小结  37-38
4 控制系统的设计和参数优化  38-50
  4.1 引言  38
  4.2 PID控制器的结构及原理  38-39
  4.3 各控制环的控制算法  39-42
  4.4 基于遗传算法的PID参数整定  42-47
    4.4.1 遗传算法的概述与基本实现技术  43-44
    4.4.2 参数优化的步骤及仿真结果  44-47
  4.5 基于MATLAB/Simulink的控制技术仿真  47-49
    4.5.1 Simulink仿真工具  47
    4.5.2 控制系统动态特性仿真  47-49
  4.6 本章小结  49-50
5 控制实验  50-55
  5.1 引言  50
  5.2 各控制环的控制模式  50-53
  5.3 控制实验  53-54
  5.4 本章小结  54-55
6 结论  55-58
  6.1 结论  55
  6.2 展望  55-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表的论文  62-63
致谢  63-65

划片机工作台精确定位控制技术研究

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