微电子领域磁悬浮送料机构设计

微电子领域磁悬浮送料机构设计

一、微电子领域磁悬浮进给机构设计(论文文献综述)

佟玲[1](2018)在《离轴式激光切割机理及焦点控制磁力驱动系统研究》文中认为激光切割具有高质量、高柔性、高效率等优点,是工业应用最广泛的激光加工技术。传统的激光切割中,激光束轴线与辅助气体轴线同轴,以保证激光切割加工质量在各个切割前进方向上的一致性。采用激光束轴线与辅助气体不同轴——即离轴式激光切割可以有效地提高激光切割的质量和效率。为了保证离轴式激光切割的加工精度和加工效率,需要采用一种能够对激光焦点的轴线与辅助气体轴线相对位置的实时控制、结构紧凑且响应速度快的驱动器。本文依据传热学和流体动力学理论,描述了离轴激光切割区域,通过传热方程、湍流模型和多相流模型,建立离轴激光切割有限元模型,分析辅助气体在离轴激光切割过程的气流场,研究气体与被加工件相互作用的机理。根据气流场的仿真结果,分析了离轴距离对气流的压力、速度和剪切力的分布影响规律及离轴距离对于喷嘴出口到切割前沿上端的区域和切割前沿下端的区域的流场结构的影响。通过改变激光切割参数对离轴式激光切割进行了实验,并将实验结果与仿真结果进行了对比分析。仿真结果和实验结果验证了离轴式激光切割是提高激光切割质量和切割效率的途径之一。在离轴式激光切割有效性的基础上,本文设计了一种电磁驱动平台。该平台采用轴向均匀分布3对环形永磁铁和柱形永磁铁,为平台提供水平回复力;径向采用3组差动控制电磁铁为平台提供水平驱动力,实现在X、Y方向的平动和X、Y平面内的转动。根据实验平台的各个参数,分别对离轴式激光切割焦点控制驱动平台的电磁铁和永磁体进行了理论计算、有限元分析和实验研究,明确了驱动平台的力学特性。建立离轴式激光切割机焦点控制系统的动力学模型。利用Matlab建立模糊控制器,并采用Matlab/Simulink对平台进行仿真特性分析。最后采用dSPACE1103/controldesk和Matlab/Simulink实时无缝连接的功能,进行了响应特性、位置控制特性和转角控制特性实验研究。仿真分析和实验结果证明离轴式激光焦点控制系统具有良好的可控性,为离轴式激光切割技术的运用提供了依据。

胡雨薇[2](2016)在《基于神经网络的磁悬浮系统模糊滑模控制》文中指出平台移动式数控机床中移动部件平台与静止导轨之间存在的摩擦,限制了数控机床的加工精度。为了彻底消除摩擦,本文采用无机械接触的平台磁悬浮系统代替传统支撑系统,实现精加工。本文的研究目标是针对竖直方向平台支撑部分中的单电磁悬浮系统,采用先进的滑模变结构控制策略,确保悬浮系统的快速跟踪性和强鲁棒性。首先,在分析平台磁悬浮系统支撑部分悬浮的基础上,建立了单电磁悬浮系统的数学模型。为了便于控制器设计,针对系统的非线性特点,采用坐标变换理论,将其转换为三阶的单输入单输出仿射非线性数学模型。其次,针对滑模变结构控制中无积分环节会导致磁悬浮系统出现稳态误差的问题,设计了积分滑模变结构控制方案。通过改变滑模变结构切换面的设计方法,实现削弱稳态误差的目的,但系统的输出响应曲线存在很大震荡。而后针对滑模变结构中存在的抖振会导致悬浮气隙的控制精度下降的问题,引入了模糊推理方法,并设计了模糊积分滑模变结构控制方案,有效的削弱了滑模变结构控制所带来的抖振。再次,由于模糊控制中的模糊规则和模糊推理过程都是基于专家经验,所以虽然系统能够达到控制要求,但是很难达到最佳的控制效果。针对这一问题,设计了神经模糊积分滑模变结构控制方案,通过神经网络不断地学习,完善网络结构的权值,从而达到更好的控制效果。最后,通过MATLAB仿真软件验证了单电磁悬浮系统采用上述三种先进的滑模变结构控制策略,能够不同程度地提高磁悬浮系统的控制性能,确保单电磁悬浮系统的快速跟踪性和强鲁棒性。

孙振宁[3](2015)在《新型夹层式磁悬浮式二维纳米定位平台建模及数字控制系统研究》文中认为随着近年来制造业的飞速发展,对于加工装配精度的要求也在不断提升,传统的加工装配方法精度已经不能满足科技领域的要求。纳米加工、纳米制造、纳米测量和装配等是制造业向高精度、高集成度发展的新的领域。纳米技术需要一种可用于纳米级精度加工,装配的纳米制造平台。近年来,国内外相关研究的热点集中于体积小,精度高,行程大的纳米级定位平台上。相对于技术相当成熟的微米精度及以上定位平台,大行程纳米精度定位平台还处于起步阶段。本文对新型夹层结构磁悬浮二维纳米定位平台的建模及数字控制系统进行了研究,以实现该工作台大行程运动和高精度定位。(1)二维纳米定位平台结构分析及动力学建模为了解决传统磁悬浮定位平台使用堆栈结构存在的阿贝误差问题,本文采用对称的共平面的结构模式克服了堆栈结构的缺点。同时,为了实现悬浮平台中非线性电磁力的线性化,本文针对全新设计的夹层结构平台系统,采有限元法对其结构进行了热力学及静力学分析。完成平台动力学建模,夹层型磁悬浮平台在结构上实现了系统的近似线性化,将大大简化控制器设计。(2)二维纳米定位平台的电磁分析本文中的二维纳米定位平台总体上采用磁悬浮技术加直线电机原理,由直线电机同时提供定位平台的悬浮力和驱动力,实现了系统非接触、无摩擦的驱动。本文采用有限元分析法和解析法对构成直线电机的Halbach永磁阵列磁场及系统的悬浮力和驱动力进行了分析,确定了平台的主要电磁系统参数。(3)二维纳米定位平台数字控制系统研究在完成平台动力学建模的基础上,采用SVPWM空间电压矢量技术和PWM信号作为平台控制的基础。以双DSP+FPGA为核心制作了平台数字控制电路,完成了DSP及FPGA的模块构建,设计了功率驱动电路。完成了以DSP中PWM模块为基础的PWM信号输出调试工作。以QEP计数原理为核心,结合激光干涉仪和FPGA信号处理电路,构建了平台的精密位移反馈系统。

赵玉信[4](2014)在《基于直线运动单元的直角坐标机器人系统的研究》文中研究说明直线运动单元是一种新型的机械运动部件,它集机械传动、运动变换和模块化接口于一体,具有高速、精密、紧凑、制造周期短的特点,在现代机电一体化装置中得到广泛应用。当直线运动单元在高速运动时,会产生噪音、磨损、振动,单元的精度、寿命大大降低。除此之外,大跨距、高平直度的基本型材制作也是急需解决的问题,如何利用长跨距滚珠丝杠和直线电机技术实现稳定的直线运动是研究的热点。直线驱动技术和模块化技术是现代直角坐标式机器人技术研究的重点。基于以上原因,本文的主要研究内容如下:(1)介绍了课题的研究背景,概述了直线运动单元和直角坐标机器人的国内外研究现状,论述了本文的主要研究内容以及研究意义和目的。(2)总结了实现直线运动的主要方式,详细设计了直线运动单元的结构,并进行了相应的设计计算。(3)为了降低机械摩擦,设计了一种基于磁悬浮技术的新型直线运动单元,它利用磁铁引力和斥力共同作用的方式实现单元的稳定悬浮。(4)详细论述了直角坐标机器人的特点,探讨了直角坐标机器人的多种设计方案。(5)结合设计要求,详细设计了码垛直角坐标机器人系统的构成和模块化设计流程,并对基本运动件进行了校核。

张佳楫[5](2012)在《五自由度磁悬浮平面电机控制技术研究》文中指出在许多高新技术领域,如集成电路制造、微型机械装配、生物细胞作业、超精密加工及测量和微外科手术等,都需要具有高速度和高精度的两维定位装置。然而传统的叠加式二维定位平台无法摆脱机械式传动机构和摩擦所带来的固有缺点:定位精度较低,响应速度慢,制造成本高。因此基于直接驱动的磁悬浮平面电机被人们提出来作为实现高速度和高精度定位的有效手段。与传统的两维定位装置相比,磁悬浮平面电机具有直接驱动、无摩擦和无反冲等优点。因此,开展平面电机的研究具有十分重要的现实意义。本文提出了一种多自由度磁悬浮平面电机,以分析和解决磁悬浮平面电机的悬浮控制和平面定位控制为主线,对平面电机中动力学建模、耦合分析、鲁棒解耦控制器策略以及控制系统集成等一系列问题进行了深入研究,取得了如下的成果:设计了基于直流吸引式的磁悬浮平面电机机械平台,该平台的定子在垂直方向布置4个U型电磁铁,水平方向布置8个I型电磁铁。通过垂直方向和水平方向的对动子的电磁吸引力驱动动子,使其在竖直方向实现悬浮,并在水平方向上进行平面运动。该磁悬浮平面电机具有以下特点:在垂直方向和水平方向的驱动方式上采用直流吸引式驱动提高了线圈的利用效率;工作台的悬浮与水平驱动部分互相独立,从结构上减少了电磁力相互之间的耦合;电机动子上不存在绕组与永磁阵列,避免了动子散热问题,便于对其进行精密控制。完成了基于PC机的磁悬浮平面电机集成控制方案。该控制集成方案在硬件上采用PC机上插入基于PCI总线的输入输出卡,并外接模拟线性功率放大芯片的方式。软件上采用Windows平台上安装第三方多任务实时控制软件RTX的方式,实现在windows环境下的定时控制,最小定时周期可达0.1ms。在该软件平台下,开发了磁悬浮平面电机的实时控制与检测软件。通过软、硬件设计表明所设计的集成控制方案结构合理、使用灵活、可靠性好,适合磁悬浮平面电机的实时控制与数据检测。为了提高悬浮方向上的控制性能,论文研究了磁悬浮电机在垂直方向上电磁力的建模方法,并针对电机垂直方向上的悬浮问题,设计了非线性鲁棒控制器。通过应用全局滑模算法,结合反馈线性化技术,提出了悬浮系统的抗参数不确定鲁棒控制器。通过仿真实验和控制实验验证了基于非线性技术的滑模控制器比传统PID控制器能够使磁悬浮系统获得更好的快速响应性和更强的抗干扰性能,并且能够在系统存在较大参数不确定时实现稳定控制。针对磁悬浮平面电机在垂直方向上的多输入多输出耦合问题,论文建立了悬浮平台刚体动力学模型;设计了鲁棒解耦控制器使得控制器能够对动子各轴上的旋转角与位移量在互不影响的情况下进行单独控制。该控制器使用模糊滑模控制策略,能够消除磁悬浮系统中的参数不确定影响,对系统的参数不确定项进行估计,柔化控制器的输出,消除“抖振”。同时,在控制器中还设计了扩张观测器以提高平台的抗干扰能力。并通过实验验证了所设计的解耦控制器能够对磁悬浮平面电机悬浮方向上的3个自由度进行解耦,有较强的适应参数不确定和抑制外部扰动的能力。研究了磁悬浮平面电机在XY平面内的控制方法。建立了磁悬浮平面电机动子在水平面内的动力学模型;针对平面定位的多输入多输出状态,提出了对X、Y轴负向驱动电磁线圈通以恒定电流以减少系统输入数量的控制方案,简化了控制量输入;应用模糊滑模控制算法与扩张观测器设计了3通道解耦鲁棒控制器,该控制器能够实现对悬浮动子多输入多输出耦合模型的解耦,并在控制过程中保持系统的鲁棒性。综上所述,本文所论述的磁悬浮平面电机实验平台,集成控制方案,提出的系统简化控制输入方案以及所设计的非线性解耦控制器能够实现磁悬浮平面电机的五自由度控制,并使电机在直接驱动下实现精确的平面定位。对于进一步开发高精度大行程的平面定位装置具有一定的理论意义与实用价值。

牟晓杰[6](2012)在《扁平型永磁直线同步电机进给系统热态特性的研究》文中提出传统的进给系统越来越不能满足高速、高精密机械加工的要求,而永磁直线同步电机以高速度、高精密、大推力、快响应等优异的特点,在数控机床设备中得到了越来越广泛的应用。本文结合浙江省重点科技创新团队建设项目“高档数控机床及其关键技术”(No.2009R50008)的研究任务,通过对直线电机受力特性、发热以及散热特点等关键技术的研究,建立了扁平型永磁直线同步电机温度场的三维计算模型,并完成了直线电机热态特性的实验研究。本文首先详细介绍了国内外直线电机进给系统以及热态特性的研究现状和发展趋势,阐述本课题的背景和意义,提出论文的主要研究内容。论文详细阐述了永磁直线同步电机矢量变换规律,并推导了永磁直线同步电机d-q模型及推力公式,然后介绍了磨削力的基本理论。在此基础上,针对两种不同工况分别对直线电机进给系统进行了动力学分析,进而计算出了电机的平均有效电流。随后介绍了电机热交换的相关理论,为电机温度场的计算提供理论依据。论文以建立扁平型直线电机温度场的三维计算模型为核心研究内容,并重点论述了建立模型、确定生热率和边界条件等过程。然后采用ANSYS有限元分析软件对电机运行时温度场进行仿真分析,仿真结果表明空载工况下直线电机的温升是有限的,磨削工况下直线电机温升较高。最后,对空载工况下直线电机的热态特性进行了实验研究,实验验证了理论模型的正确性。在磨削工况下直线电机的温升很严重,需要进行结构优化并设计合理的冷却系统。

胡华[7](2011)在《高精度二维工作台关键技术研究》文中认为机械制造工业是一个国家经济发展的基础,随着高端技术的不断发展,精密和超精密加工技术已逐渐发展成机械制造工业领域的重要方面。因此,精密和超精密加工技术水平将代表一个国家先进制造技术水平,提高精密和超精密加工技术水平将是提升一个国家国防能力和经济能力竞争的强有力手段。在精密和超精密加工技术领域中,高精度的定位技术已逐渐发展成该领域中的关键技术之一,其工作台的定位精度将直接决定着精密和超精密加工设备的加工精度。因此,本文针对高精度的二维工作台展开研究。高精度二维工作台的关键技术主要包括导向技术、驱动技术、控制技术和检测技术等,本文将从驱动技术和控制技术这两方面对高精度二维工作台展开重点研究。本文将采用直接驱动技术,即用直线电机作为高精度二维工作台的驱动源。首先对整个高精度二维工作台进行系统构建,接着介绍直线电机的基本结构原理和分类,并最终选择永磁直线同步电机作为驱动单元。再重点对永磁直线同步电机驱动系统进行数学建模分析,为整个系统的控制提供理论依据。基于PMAC运动控制卡,本文采用全闭环数字控制模式对系统进行研究。采用高分辨率直线光栅尺作为信号反馈元件,与伺服驱动器一起构成具有位置、速度和电流三环控制的位置伺服驱动系统。主要针对PMAC提供的PID+速度/加速度前馈+陷波滤波器复合控制算法进行研究。利用PMAC操作系统对整个控制系统的PID参数及速度/加速度前馈参数进行反复调试,使整个系统获得良好的瞬态性能和稳态性能。然后对调试后的工作台进行定位精度和重复定位精度实验,验证是否达到高精度的定位要求。最后基于PMAC软件编程功能,简单介绍编程语法结构,并编写运动程序,采集数据,观察运动轨迹曲线。

周海波[8](2010)在《磁悬浮直线运动系统的设计与控制研究》文中研究表明磁悬浮直线运动是运用电磁力实现运动体无机械接触地稳定悬浮于直线导轨上方指定位置,同时利用电磁直线驱动技术驱动运动体沿导轨做直线运动。磁悬浮直线运动具有无摩擦、无磨损、无需润滑等优点,这种直线运动装置能提供超精密、高速度的直线定位运动,适合超洁净工作环境,在现代精密制造领域有着非常广泛的应用前景。但由于磁悬浮直线运动系统是一个具有强耦合、强非线性特性的复杂多输入多输出系统,其运动精度和承载特性主要取决于平台的结构参数和控制系统。因此,磁悬浮直线运动系统的设计及高性能解耦控制器的研究具有极其重大的意义。本文利用磁悬浮支撑技术和电磁直线驱动技术,设计了一种新型大行程磁悬浮精密快速直线定位运动系统。该系统能提供大行程的超精密快速直线运动,系统由悬浮子系统和直线驱动子系统两部分组成。悬浮子系统由直线导轨、悬浮体及测量反馈系统组成,通过安装在悬浮体内的六对电磁铁实现悬浮体无接触地稳定悬浮于导轨上方指定位置;直线驱动子系统则由永磁定子、可控电磁动子及测量反馈系统组成,以实现悬浮体沿水平导轨方向的大行程直线往返运动。在悬浮子系统中,采用差动式双电磁力驱动结构,大大提高了悬浮体的悬浮刚度。通过有限元软件分析平台在静止和稳定悬浮两种状态下的静力学变形、各阶模态,获得了最优的运动平台结构参数。针对多个电磁铁之间存在的磁场耦合及发热问题,运用有限元方法对电磁铁进行磁场分析和热分析,根据磁场分析结果对电磁铁的结构和空间布局进行了优化,最大程度地减少了电磁铁间的磁场耦合。根据电磁铁的发热量及热流分析结果设计出了电磁铁的冷却装置。为实现磁浮直线运动平台的高性能稳定运动,控制器、功率放大器具有非常重要的作用。本文针对磁浮直线运动系统开发了基于DSP的数字控制器和一种具有可调偏置电流的PWM型开关功率放大器。在磁浮直线运动平台的悬浮运动中,由于悬浮体内多对电磁铁间存在明显的动力学耦合,悬浮运动控制成为了整个平台控制的重点和难点。本文首先设计了六个独立的DSP数字控制器,并利用PID控制算法实现了悬浮体的稳定悬浮。由于没有考虑悬浮运动中各个驱动力之间的相互耦合,系统的悬浮精度、动态性能欠佳。为实现平台的高性能解耦运动控制,综合分析了各驱动力之间的耦合特性,并提出了一种利用位置反馈和力反馈相结合的解耦控制策略。通过对平台的悬浮子系统进行控制建模及参数辨识,找出了解耦策略的一种简单表达式并实现了平台各悬浮力之间的动力学解耦控制。针对电磁铁内在的强非线性特性,为提高悬浮运动控制器的精度,进一步提出了一种新型的具有自适应能力的二型模糊控制算法,该二型模糊自适应控制算法具有处理各种非线性不确定因素的能力。最终的实验数据显示该自适应二型模糊控制器进一步提高了整个平台的控制精度。本文通过对精密磁悬浮直线运动系统的开发和解耦控制方法的研究,对解决未来超精密高速直线定位运动等关键技术问题、提升相关产业装备的质量,缩短相关精密制造装备的研发周期都起到了非常重要的作用。

丁征宇[9](2010)在《基于dSPACE的单自由度磁悬浮平台快速控制原型研究》文中指出磁悬浮运动是一种非接触式的新型运动方式,具有无摩擦、无磨损、寿命长、行程大、功耗低等优点。广泛应用于超洁净、超精密定位运动装备中。但悬浮技术具有强非线性、耦合特性等非线性特性,且涉及到电磁学、机械学、控制理论和计算机科学等众多高新技术。实现高精密磁悬浮运动是非常困难的。其中主要难点在电磁力的精确建模和控制方面。本文就以此为出发点开展了相关的研究:对磁悬浮系统进行综合分析,建立单自由度磁悬浮系统;通过考虑气隙边缘效应,铁心磁阻效应及漏磁通等非线性因素,建立起该系统中电磁力的精确模型;运用先进的dSPACE系统,进行磁悬浮平台的快速控制原型研究。本文首先阐述了磁悬浮平台技术研究发展现状及意义,然后以单自由度磁悬浮运动平台为研究对象,对电磁铁电磁力精确数学模型进行推导,其次,依据动力学原理,建立起磁悬浮系统模型。最后,引入了一种新型的控制器开发工具——dSPACE系统,借助它的实时仿真功能,可以对磁悬浮平台的控制系统进行快速原型化研究。磁悬浮平台控制系统的设计关系到磁悬浮系统是否能稳定悬浮和达到系统各项性能指标。磁悬浮系统是强非线性系统,其控制系统设计尤其复杂。在详细分析系统模型之后,设计了系统的PID控制和相关的辅助电路,并运用MATLAB/Simulink进行离线仿真,通过离线仿真,对控制方法和参数进行优化,使输出特性尽可能好,为实时仿真做好准备。最后,由离线仿真过渡到实时仿真,在实时仿真中运用dSPACE系统,将硬件接口关系代替Simulink中的逻辑连接关系,用实物代替抽象出来的数学模型。利用ControlDesk设计实验文件和动画界面,以便于实验的观察、数据的保存和在线调参。经过调试,实现了磁悬浮平台的稳定悬浮,悬浮各项指标基本满足设计要求。通过实验,证明所建立的系统模型和快速控制原型设计的正确与可行,为后续的进一步研究提供了重要地参考价值。

荆丹,陶晓巍,郝成弟[10](2010)在《直线驱动磁悬浮进给机构设计》文中研究表明采用直线同步电机对悬浮的平台进给机构提供驱动力,实现了进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向。对磁悬浮力和直线电机推力进行了分析计算。

二、微电子领域磁悬浮进给机构设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、微电子领域磁悬浮进给机构设计(论文提纲范文)

(1)离轴式激光切割机理及焦点控制磁力驱动系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究目的及意义
    1.2 激光切割技术国内外研究现状
        1.2.1 激光切割技术原理
        1.2.2 激光切割的影响因素
        1.2.3 激光切割技术的国内外研究现状
        1.2.4 激光切割机理的国内外研究现状
    1.3 磁力驱动技术国内外研究现状
        1.3.1 磁力驱动技术的基本原理及应用
        1.3.2 磁悬浮驱动平台的国内外研究现状
    1.4 论文的主要研究内容
第2章 离轴式激光切割机理研究
    2.1 离轴式激光切割机理
    2.2 离轴式激光切割能量分析
        2.2.1 能量模型的简化
        2.2.2 离轴激光切割能量分析
    2.3 离轴激光切割区域的传热分学析
        2.3.1 离轴激光切割区域的传热模型
        2.3.2 流体与固体的传热方程
    2.4 辅助气体的动力学模型
        2.4.1 流体动力学主控方程
        2.4.2 湍流模型
        2.4.3 多相流模型
    2.5 本章小结
第3章 离轴式激光切割工艺分析
    3.1 离轴式激光切割工艺仿真分析
        3.1.1 离轴激光切割模型的建立
        3.1.2 离轴激光切割仿真参数设定
        3.1.3 数值仿真结果分析
    3.2 离轴切割作用下工艺参数对仿真结果的影响分析
        3.2.1 离轴距离对仿真结果的影响分析
        3.2.2 辅助气体压力对仿真结果的影响分析
        3.2.3 工件距对仿真结果的影响分析
    3.3 离轴式激光切割工艺的实验分析
        3.3.1 离轴式激光切割工艺的实验系统的建立
        3.3.2 离轴式激光切割下的切割质量分析
    3.4 本章小结
第4章 离轴式激光焦点控制磁力驱动器的结构设计与特性研究
    4.1 激光焦点控制系统驱动器的结构
    4.2 激光焦点控制系统驱动器的力学特性与磁场特性分析
        4.2.1 单组永磁铁模型的建立
        4.2.2 差动电磁铁的建模
    4.3 激光焦点控制系统驱动器动力学模型建立
    4.4 本章小结
第5章 离轴式激光焦点控制磁力驱动器的的控制系统设计与仿真
    5.1 磁力驱动器的PID控制系统的设计与仿真
        5.1.1 磁力驱动器PID控制系统的设计
        5.1.2 磁力驱动器PID控制系统的仿真
    5.2 磁力驱动器的模糊PID控制系统的设计与仿真
        5.2.1 磁力驱动器模糊PID控制系统的设计
        5.2.2 磁力驱动器模糊PID控制系统的仿真
    5.3 本章小结
第6章 离轴式激光焦点控制磁力驱动器的控制特性实验分析
    6.1 激光焦点控制磁力驱动微动平台的搭建
    6.2 PID控制器的的实验分析
        6.2.1 Y方向PID控制器实验分析
        6.2.2 X方向PID控制器实验分析
        6.2.3 转角PID控制器实验分析
    6.3 模糊PID控制器的的实验分析
        6.3.1 Y方向模糊PID控制器实验分析
        6.3.2 X方向模糊PID控制器实验分析
        6.3.3 转角模糊PID控制器实验分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢

(2)基于神经网络的磁悬浮系统模糊滑模控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及研究意义
    1.2 磁悬浮技术概述
    1.3 数控机床用磁悬浮控制技术的现状及发展趋势
    1.4 本文主要研究的内容
第2章 大型数控机床平台磁悬浮系统数学模型的建立
    2.1 大型机床磁悬浮平台机械结构设计
    2.2 单电磁悬浮系统原理
    2.3 单电磁悬浮系统数学模型
    2.4 单电磁悬浮系统仿射非线性数学模型
        2.4.1 坐标变换的基本原理
        2.4.2 磁悬浮系统仿射非线性数学模型的建立
第3章 数控机床平台磁悬浮系统模糊滑模变结构控制器设计
    3.1 滑模变结构控制基本理论
    3.2 积分滑模变结构控制器设计
        3.2.1 切换函数设计
        3.2.2 控制律设计
    3.3 仿真结果与分析
    3.4 抖振问题
    3.5 模糊控制基本理论
    3.6 模糊积分滑模变结构控制器设计
    3.7 仿真结果与分析
    3.8 本章小结
第4章 基于神经网络的模糊滑模变结构控制器设计
    4.1 神经模糊滑模控制
        4.1.1 神经模糊滑模控制理论
        4.1.2 神经模糊滑模控制器设计
    4.3 仿真结果与分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

(3)新型夹层式磁悬浮式二维纳米定位平台建模及数字控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的目的和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 磁悬浮技术发展现状
    1.3 磁悬浮系统驱动控制技术发展
    1.4 主要研究内容
        1.4.1 研究磁悬浮技术的意义
        1.4.2 本文的研究内容
第2章 磁悬浮纳米定位平台结构及电磁分析
    2.1 系统功能和结构介绍
        2.1.1 系统整体功能设计
    2.2 磁悬浮定位平台电磁分析
        2.2.1 直线电机结构
        2.2.2 Halbach 永磁阵列分析
        2.2.3 平面线圈绕组电磁力分析
    2.3 本章总结
第3章 磁悬浮纳米定位平台系统的动力学模型
    3.1 空间矢量控制原理与 DQ 分解
    3.2 磁悬浮平台的动力学模型
    3.3 本章小结
第4章 磁悬浮定位平台数字控制系统及位移反馈系统
    4.1 永磁同步直线电机的驱动
        4.1.1 直线电机控制方式选择
        4.1.2 SVPWM 技术及其原理
    4.2 功率放大电路
        4.2.1 功率放大电路类型的确定
        4.2.2 驱动电路设计研究
    4.3 磁悬浮纳米定位平台控制电路研究
        4.3.1 控制器需求分析
        4.3.2 DSP 及 FPGA 的选型
    4.4 定位平台位移反馈系统的构建
        4.4.1 精密位移测量元件选择
        4.4.2 定位平台激光干涉仪信号处理
        4.4.3 USB 传输电路设计
    4.5 本章小结
第5章 实验及仿真分析
    5.1 平台热力学静力学仿真
        5.1.1 平台热力学仿真
        5.1.2 平台静力学分析
    5.2 驱动电路板的制作
    5.3 电路 PWM 输出测试
    5.4 位移反馈系统
        5.4.1 激光干涉仪差分波输出
        5.4.2 FPGA 中 QEP 计数模块调试
        5.4.3 USB 传输电路设计
    5.5 本章小结
第6章 总结
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢

(4)基于直线运动单元的直角坐标机器人系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 直线运动单元
        1.2.2 直角坐标机器人
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本课题的研究目的和意义
    1.5 小结
第2章 直线运动单元设计
    2.1 实现直线运动的方式
    2.2 直线运动单元的结构设计
        2.2.1 直线单元的基本型材设计
        2.2.2 直线导轨选型
        2.2.3 滑轨对接方式
        2.2.4 滑块偏心轴设计
    2.3 循环轨道设计
    2.4 直线运动单元种类
        2.4.1 传动机构的类型及特点
        2.4.2 单元模块化设计
        2.4.3 直线运动单元模型
    2.5 直线运动单元的设计计算
        2.5.1 皮带驱动类型
        2.5.2 丝杠驱动类型
    2.6 直线运动单元的应用
    2.7 本章小结
第3章 基于磁悬浮原理的直线运动单元设计
    3.1 引言
    3.2 海尔贝克阵列磁铁
        3.2.1 海尔贝克阵列磁铁简介
        3.2.2 海尔贝克阵列磁铁的制造方法
        3.2.3 海尔贝克阵列磁铁的应用
    3.3 直线运动单元的结构设计
        3.3.1 ∪型悬浮机构
        3.3.2 ◇型悬浮机构
        3.3.3 复合型悬浮机构
        3.3.4 磁力计算
    3.4 基于磁悬浮原理的直线运动单元
    3.5 发展趋势和存在问题
    3.6 小结
第4章 基于直线运动单元的直角坐标机器人设计
    4.1 直角坐标机器人特点
        4.1.1 龙门式直角坐标机器人
        4.1.2 悬臂式直角坐标机器人
        4.1.3 挂臂式直角坐标机器人
        4.1.4 直线电机式机器人
    4.2 直角坐标机器人基本结构
        4.2.1 一维结构
        4.2.2 二维结构
        4.2.3 三维结构
    4.3 码垛机器人概述
    4.4 初步方案设计
        4.4.1 设计方案和布局图
        4.4.2 技术解决方案以及案例
    4.5 小结
第5章 应用案例
    5.1 总体方案设计
        5.1.1 基本要求
        5.1.2 技术方案
        5.1.3 码垛顺序
    5.2 直线运动单元的选型
    5.3 模块化设计
    5.4 码垛机器人系统构成
    5.6 运动件校核
    5.7 小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间主要科研成果
    一、发表学术论文
    二、申请专利
    三、其它成果

(5)五自由度磁悬浮平面电机控制技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 平面电机国内外研究现状
        1.2.1 平面电机水平驱动方案研究现状
        1.2.2 平面电机支撑方案研究现状
    1.3 磁悬浮平面电机控制技术研究现状
    1.4 论文的主要工作与课题来源
2 多自由度磁悬浮平面电机设计与控制系统集成
    2.1 多自由度磁悬浮平面电机工作原理与整体方案
        2.1.1 磁悬浮平面电机整体方案选择
        2.1.2 磁悬浮平面电机整体方案设计
    2.2 多自由度磁悬浮平面电机结构设计
        2.2.1 磁悬浮平面电机动子结构设计
        2.2.2 磁悬浮平面电机定子顶盖与U型电磁铁结构设计
        2.2.3 水平驱动线圈设计与传感器布置
    2.3 多自由度磁悬浮平面电机控制系统
        2.3.1 控制器硬件系统设计
        2.3.2 功率放大与信号检测滤波电路开发
        2.3.3 磁悬浮平面电机控制软件平台
        2.3.4 磁悬浮平面电机实时控制与监测软件开发
    2.4 本章小结
3 磁悬浮平面电机单自由度悬浮控制研究
    3.1 平面电机悬浮方向单自由度系统建模
        3.1.1 电磁力非线性模型
        3.1.2 悬浮方向单自由度系统建模
    3.2 平面电机悬浮方向单自由度反馈线性化控制研究
        3.2.1 精确反馈线性化方法简介
        3.2.2 单自由度磁悬浮模型的反馈线性化
    3.3 平面电机悬浮方向单自由度鲁棒控制器设计
        3.3.1 全局滑模控制器简介
        3.3.2 单自由度磁悬浮系统鲁棒控制器设计
        3.3.3 全局滑模控制器稳定性证明
    3.4 平面电机单自由度磁悬浮系统控制器实验研究
        3.4.1 电磁力特性参数测量与辨识
        3.4.2 全局滑模控制器实验研究
    3.5 本章小结
4 磁悬浮平面电机三自由度悬浮解耦控制研究
    4.1 引言
    4.2 悬浮动子动力学分析
        4.2.1 悬浮动子刚体转角运动分析
        4.2.2 悬浮动子空间转角求解
        4.2.3 悬浮动子刚体动力学建模
    4.3 三自由度解耦悬浮控制技术研究
        4.3.1 悬浮平台刚体动力学模型简化
        4.3.2 模糊滑模控制理论
        4.3.3 悬浮平台三自由度模糊滑模控制器设计
        4.3.4 解耦扩张观测器设计
        4.3.5 电流环控制器设计
    4.4 三自由度解耦悬浮控制实验研究
    4.5 本章小结
5 磁悬浮平台XY平面运动解耦控制研究
    5.1 引言
    5.2 磁悬浮平台水平运动动力学建模
    5.3 磁悬浮平台XY平面三自由度解耦控制技术研究
        5.3.1 磁悬浮平台平面位置与转角计算
        5.3.2 磁悬浮平台平面定位控制方案设计
        5.3.3 磁悬浮平台平面定位模糊滑模控制器设计
        5.3.4 磁悬浮平台平面定位解耦扩张观测器设计
        5.3.5 磁悬浮平台水平驱动各线圈气隙求解
        5.3.6 磁悬浮平台水平驱动电流分配与电流环控制
    5.4 磁悬浮平面电机XY平面驱动控制实验研究
        5.4.1 平面定位实验设置
        5.4.2 磁悬浮平台平面定位阶跃响应实验
        5.4.3 磁悬浮平台平面动态跟踪响应实验
        5.4.4 磁悬浮平台平面双轴联动跟踪实验
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 本文研究结论
    6.2 研究创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果

(6)扁平型永磁直线同步电机进给系统热态特性的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 直线电机概述
        1.2.1 直线电机的发展历史
        1.2.2 直线电机的结构、原理与分类
        1.2.3 直线电机的特点与应用
    1.3 直线电机进给系统及热态特性的研究现状
        1.3.1 永磁直线同步电机进给系统应用现状
        1.3.2 国内外电机热态特性的研究现状
    1.4 论文的结构与主要研究内容
2 永磁直线同步电机进给系统动力学分析
    2.1 永磁直线同步电机坐标系及坐标变换矩阵
        2.1.1 永磁直线同步电机空间坐标系
        2.1.2 坐标变换的基本原则
        2.1.3 坐标变换规律
    2.2 永磁直线同步电机在d-q坐标系下的数学模型及电磁推力
    2.3 永磁直线同步电机进给系统空载工况下动力学分析
    2.4 永磁直线同步电机进给系统磨削工况下动力学分析
        2.4.1 磨削力的计算
        2.4.2 平面磨削时的动力学方程
    2.5 本章小结
3 永磁直线同步电机进给系统热特性研究
    3.1 永磁直线同步电机进给系统热源分析
        3.1.1 永磁直线同步电机绕组损耗
        3.1.2 永磁直线同步电机铁心损耗
        3.1.3 永磁直线同步电机机械损耗
    3.2 永磁直线同步电机进给系统热流分析
        3.2.1 永磁直线同步电机进给系统热交换基本形式
        3.2.2 永磁直线同步电机进给系统热传导理论分析
        3.2.3 永磁直线同步电机进给系统热对流理论分析
    3.3 本章小结
4 永磁直线同步电机进给系统温度场有限元分析
    4.1 永磁直线同步电机温度场模型热载荷的计算
        4.1.1 直线电机平均有效电流值的计算
        4.1.2 直线电机发热量的计算
        4.1.3 直线电机生热率的计算
    4.2 永磁直线同步电机温度场有限元建模
        4.2.1 绕组等效热模型
        4.2.2 温度场计算三维模型
        4.2.3 温度场计算边界条件
    4.3 永磁直线同步电机进给系统空载温度场仿真计算
    4.4 永磁直线同步电机进给系统磨削工况温度场仿真计算
    4.5 本章小结
5 永磁直线同步电机进给系统温升实验
    5.1 温升实验方案设计
        5.1.1 实验准备
        5.1.2 实验系统
    5.2 永磁直线同步电机进给系统空载温升实验
        5.2.1 空载温升实验
        5.2.2 实验结果分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
作者攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况
参考文献

(7)高精度二维工作台关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的来源和研究意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 高精度定位工作台国内外发展现状
    1.3 高精度二维工作台的关键技术
        1.3.1 导向技术
        1.3.2 驱动技术
        1.3.3 检测技术
        1.3.4 控制技术
    1.4 直线电机驱动技术存在的问题
    1.5 本论文研究的主要内容
第2章 高精度二维工作台系统的构建
    2.1 高精度二维工作台定位系统的组成
        2.1.1 驱动系统的选择
        2.1.2 导向系统的选择
        2.1.3 检测系统的选择
    2.2 直线电机驱动系统的建模
        2.2.1 直线电机的基本结构原理和分类
        2.2.2 永磁直线同步电机的结构原理和数学模型
        2.2.3 直线电机驱动系统的数学模型
第3章 基于PMAC的工作台伺服控制系统研究
    3.1 永磁直线同步电机伺服控制系统的介绍
        3.1.1 伺服系统的控制方式
        3.1.2 伺服系统的控制结构
        3.1.3 伺服系统的控制器选择
    3.2 PMAC运动控制卡的介绍
        3.2.1 PMAC的概述
        3.2.2 PMAC硬件主要组成部分
        3.2.3 PMAC的软件主要组成部分
    3.3 基于PMAC的复合PID控制算法研究
        3.3.1 直线电机伺服系统控制策略介绍
        3.3.2 PID的基本控制规律
        3.3.3 PID+速度/加速度前馈+滤波器的复合控制算法
第4章 伺服控制系统的调试和工作台定位精度分析
    4.1 基于Pewin32调试软件对控制系统的参数调整
        4.1.1 控制系统PID参数调整
        4.1.2 控制系统速度/加速度前馈参数的调整
    4.2 高精度二维工作台的定位精度测量
        4.2.1 工作台定位精度的评定标准
        4.2.2 定位误差的测量及计算
    4.3 高精度二维工作台定位精度分析
第5章 基于PMAC的运动控制程序设计
    5.1 运动程序的基本结构
    5.2 运动程序的语法
    5.3 运动程序的编写实例及运动轨迹
第6章 总结
参考文献
致谢

(8)磁悬浮直线运动系统的设计与控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 磁悬浮技术的基本原理与应用
    1.3 精密直线运动平台及磁悬浮精密直线运动平台的国内外研究现状
        1.3.1 精密直线运动平台的国内外研究现状
        1.3.2 磁悬浮精密直线运动平台的国内外研究现状
    1.4 论文选题及课题来源
    1.5 本文的研究内容及研究方法
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 论文主要章节及内容
    1.6 本章小结
第二章 大行程磁悬浮直线运动平台设计研究
    2.1 平台的整体方案设计
        2.1.1 磁悬浮直线运动的方案比较
        2.1.2 磁悬浮直线运动的方案设计
    2.2 平台的机械结构设计
        2.2.1 系统悬浮体及导轨结构设计
        2.2.2 直线电机设计
        2.2.3 电磁铁结构设计
        2.2.4 电磁铁冷却系统设计
    2.3 平台的控制系统设计
        2.3.1 测量反馈系统
        2.3.2 DSP数字控制器
        2.3.3 dSPACE快速控制原型
        2.3.4 功率放大器
    2.4 本章小结
第三章 磁悬浮直线运动平台的力学分析与实现
    3.1 磁浮直线运动平台有限元分析模型的建立
    3.2 平台的静力学分析
        3.2.1 平台静止不工作时
        3.2.2 平台稳定悬浮时
    3.3 平台的动力学分析
    3.4 磁悬浮直线运动系统的实现与控制实验
        3.4.1 磁悬浮直线运动平台的实现
        3.4.2 磁浮直线运动平台的悬浮运动实验
        3.4.3 磁浮直线运动平台的直线运动实验
    3.5 本章小结
第四章 磁悬浮直线运动平台的解耦控制研究
    4.1 各磁浮支撑力之间的动力学耦合特性分析
    4.2 各支撑力之间的动力学解耦控制策略
    4.3 磁悬浮直线运动平台的悬浮运动控制建模
    4.4 控制模型的参数辨识
    4.5 解耦控制实验
    4.6 本章小结
第五章 自适应二型模糊控制器及其在磁浮平台中的应用
    5.1 二型模糊控制方法
    5.2 自适应二型模糊控制器
        5.2.1 自适应二型模糊控制器的构造
        5.2.2 自适应二型模糊控制算法推导
        5.2.3 自适应二型模糊控制算法的控制性能分析
    5.3 磁悬浮直线运动系统的自适应二型模糊解耦控制实验
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 进一步的研究工作与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的主要研究成果

(9)基于dSPACE的单自由度磁悬浮平台快速控制原型研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景与意义
    1.2 磁悬浮平台技术
        1.2.1 磁悬浮平台国内外研究现状
        1.2.2 磁悬浮平台及其关键技术
    1.3 dSPACE快速控制原型技术
        1.3.1 dSPACE简介
        1.3.2 基于dSPACE快速控制原型介绍
    1.4 论文主要内容与章节安排
        1.4.1 论文主要内容
        1.4.2 论文章节安排
第二章 单自由度磁悬浮平台动力学模型的建立
    2.1 磁悬浮平台简介
        2.1.1 磁悬浮平台的结构
        2.1.2 电磁铁的结构和选材
    2.2 磁悬浮平台受力分析
    2.3 电磁力的建模
        2.3.1 电磁力建模理论和几类传统电磁力模型的介绍
        2.3.2 电磁力建模
        2.3.3 各种模型之间的差异
    2.4 本章小结
第三章 基于dSPACE的单自由度磁悬浮平台控制模型设计
    3.1 基于dSPACE的单自由度磁悬浮平台控制开发过程
        3.1.1 dSPACE控制系统与传统开发过程比较
        3.1.2 dSPACE控制系统开发步骤
    3.2 磁悬浮平台传递函数模型的建立
        3.2.1 电磁铁输入类型及其传递函数的确定
        3.2.2 磁悬浮平台传递函数模型的建立
        3.2.3 系统稳定性判断
    3.3 控制环节的设计
        3.3.1 PID算法简介
        3.3.2 PID算法的传递函数模型
    3.4 辅助环节的设计
        3.4.1 放大环节的设计
        3.4.2 反馈环节的设计
    3.5 本章小结
第四章 基于MATLAB/Simulink的离线仿真
    4.1 系统总传递函数模型的建立及分析
        4.1.1 系统传递函数模型的建立
        4.1.2 PID参数的确定
        4.1.3 系统闭环性能分析
    4.2 基于MATLAB/Simulink的离线仿真
        4.2.1 Simulink方框图的建立
        4.2.2 离线仿真与分析
    4.3 本章小结
第五章 基于dSPACE的磁悬浮平台快速控制原型实验研究
    5.1 基于dSPACE的磁悬浮平台硬件联接和功能
        5.1.1 逻辑关系图和硬件实物图
        5.1.2 实现功能及系统指标
    5.2 系统硬件部分设计
        5.2.1 功放电路设计
        5.2.2 传感器的选择
    5.3 dSPACE控制系统设计
        5.3.1 建立对象(MATLAB/Simulink)模型
        5.3.2 dSPACE综合实验和测试环境的设计
    5.4 实验调试及结果分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果

(10)直线驱动磁悬浮进给机构设计(论文提纲范文)

0 引 言
1 磁悬浮进给机构设计
    1.1 磁悬浮进给机构原理
    1.2 直线同步电机结构设计
    1.3 直线同步电机的推力和垂直力计算
2 磁悬浮平台进给机构的运动控制
3 结 语

四、微电子领域磁悬浮进给机构设计(论文参考文献)

  • [1]离轴式激光切割机理及焦点控制磁力驱动系统研究[D]. 佟玲. 沈阳工业大学, 2018(08)
  • [2]基于神经网络的磁悬浮系统模糊滑模控制[D]. 胡雨薇. 沈阳工业大学, 2016(06)
  • [3]新型夹层式磁悬浮式二维纳米定位平台建模及数字控制系统研究[D]. 孙振宁. 北京理工大学, 2015(07)
  • [4]基于直线运动单元的直角坐标机器人系统的研究[D]. 赵玉信. 齐鲁工业大学, 2014(09)
  • [5]五自由度磁悬浮平面电机控制技术研究[D]. 张佳楫. 西安交通大学, 2012(05)
  • [6]扁平型永磁直线同步电机进给系统热态特性的研究[D]. 牟晓杰. 浙江大学, 2012(07)
  • [7]高精度二维工作台关键技术研究[D]. 胡华. 吉林大学, 2011(09)
  • [8]磁悬浮直线运动系统的设计与控制研究[D]. 周海波. 中南大学, 2010(02)
  • [9]基于dSPACE的单自由度磁悬浮平台快速控制原型研究[D]. 丁征宇. 中南大学, 2010(02)
  • [10]直线驱动磁悬浮进给机构设计[J]. 荆丹,陶晓巍,郝成弟. 长春工业大学学报(自然科学版), 2010(03)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

微电子领域磁悬浮送料机构设计
下载Doc文档

猜你喜欢