收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高精度电子组装设备中智能材料驱动器的建模与控制研究

杜娟  
【摘要】: 精密电子组装生产线是电子信息制造业的关键工序,新型电子元器件朝微纳米级的高密度多引脚封装的方向不断发展,国内基于视觉的优化控制等重要共性理论问题和实现技术的研究还尚处于起步阶段。基于智能材料的驱动器以其高精度等优良特性得到广泛应用,同时,如何设计控制策略来提高基于智能材料的微纳级驱动器的定位精度也逐步得到了重视。因此,如何利用智能驱动器来提高定位精度成为了精密电子组装技术的探索问题之一。 表面贴装技术生产线的核心思想是采用智能视觉检测和定位算法、高精度运动/力控制算法以及工业机器人技术达到快速准确的组装生产目的。随着下一代元器件向微纳封装方向发展,传统的模板匹配进行检测和运动减速来保证终端组装头精度方法已无法适应高精高速度要求。于是,新型智能材料传感器、驱动器的优良特性——精度高、反应速度快、应力大的优势得到了得到了世界各国学者的广泛重视,逐渐将其应用在电子组装设备上的高精度定位方面。随着对定位精度要求的不断提高,特别是纳米级加工定位的应用中,其回滞特性存在已经严重限制了系统性能的提高,如何描述智能材料驱动器中的回滞特性,并在此基础上通过控制策略来有效抑制回滞的影响成为了目前精密控制领域的主要目标。 本文的主要内容是: 1、表面贴装设备控制系统的重要部分是驱动及伺服定位系统。随着电子芯片引脚间距的细小化,对定位精度的要求越来越精确。需要建立相应的微位移智能材料传感器的回滞等特性的动力学模型进行协调与精确控制来实现高精度定位的目标。 2、重点分析了智能材料驱动器,包括压电陶瓷驱动器、磁致伸缩制动器和形状记忆合金等在内的工作原理及输入输出之间的回滞特性。由于智能材料的多样性,使得基于智能材料驱动器的输入输出特性中的回滞呈现多样性,除了多值性以外还存在次滞环、饱和特性、非对称特性等,这使得如何精确描述回滞特性成为了研究此类基于智能材料驱动器的装备系统控制的首要任务。 3、分析了目前用于表征回滞的各种模型,主要分成两类,一类是基于算子型的回滞模型,主要有Preisach模型、Prandtl-Ishlinskii模型和KP模型。另一类是基于微分方程型的回滞模型,其中重点分析了Backlash-like模型和Duhem模型。 4、针对智能材料驱动器中存在的回滞多样性,以形状记忆合金驱动器为研究对象,针对其存在的饱和回滞特性,采用广义Prandtl-Ishlinskii模型来表征这一类回滞非线性,并在此基础上提出了一种无需构造逆回滞的鲁棒自适应控制方法。 5、针对智能材料驱动器中的饱和特性,主要采用Duhem模型来表征未知回滞非线性。结合回滞模型,提出了一类无需构造逆回滞的鲁棒控制策略。在保证系统全局稳定的基础上,所提出的方法实现了对回滞的有效削弱并保证了理想的跟踪精度。 6、将智能材料驱动器运用到定位控制的伺服系统中,实现了智能材料驱动器在电子组装系列设备的试验平台构建。 本课题在国家自然科学基金重点基金项目(60835001)“面向精密电子组装生产线的关键视觉检测与优化控制问题”、广东省教育部产学研结合项目(2009A090100027)“高端全自动表面贴装成套装备研发及产业化”和华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金(2009ZZ0005)“基于智能驱动器的高精密仪器系统控制研究”的支持下完成。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 Julian Vincent ,肖钬;未来属于智能材料和结构[J];世界科学;1993年01期
2 ;智能材料[J];陕西政报;1996年07期
3 林志信;新兴的智能材料[J];软件工程师;1994年06期
4 韩雷;智能结构浅议[J];应用力学学报;1999年01期
5 张文溥;智能材料与智能传感器[J];公安大学学报(自然科学版);1997年02期
6 杨亲民;智能材料—传感器与传感器技术、材料的发展方向[J];传感器世界;1999年04期
7 范吉军;余南辉;徐雅强;;电磁波在磁流变液中透射行为的理论研究[J];武汉工业学院学报;2008年01期
8 杨断利;朱朝阳;郭涛;尹辉娟;籍颖;马丽;;磁流变液及在车辆半主动悬挂控制系统中的应用[J];中国科技信息;2008年20期
9 关铁梁;智能材料中光纤传感技术的研究进展[J];光通信技术;1995年01期
10 杨明,梁大开,万鹏飞;智能材料损伤检测的多重分形应用[J];仪器仪表学报;2003年S2期
11 关铁梁;智能材料中的光纤传感检测技术[J];传感技术学报;1995年03期
12 ;第11届光电智能材料及分子电子学中日双边会议[J];国际学术动态;2006年01期
13 魏强;陈花玲;;电致动聚合物智能材料分类及其特点[J];传感器世界;2007年04期
14 ;光纤材料及制备[J];中国光学与应用光学文摘;1995年06期
15 丁帅,李娟娟;计算机信息技术在纺织工业上的应用[J];山东纺织科技;2004年05期
16 谭伟杰;;基于神经网络的光纤传感技术在智能材料中的应用[J];传感器世界;2008年01期
17 高德梅;;浅谈计算机技术在纺织工业上的应用[J];科技创新导报;2008年15期
18 ;电气和电子工程用材料科学[J];中国无线电电子学文摘;1995年06期
19 李团结;柔性机构与智能材料[J];压电与声光;2004年03期
20 刘荣梅;梁大开;;石英光纤与树脂界面剪切强度实验研究[J];南京航空航天大学学报;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨亲民;;智能材料——传感器与传感器技术、材料的发展方向[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
2 ;智能材料和磁性材料[A];2010中国材料研讨会论文摘要集[C];2010年
3 冷劲松;刘彦菊;杜善义;;智能复合材料及其应用[A];复合材料:创新与可持续发展(上册)[C];2010年
4 石鹏;董春迎;;一种可变体飞行器的变形方案研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
5 刘勇;魏泳涛;;智能材料在土木工程中的应用[A];四川省振动工程学会2002年学术会议论文集[C];2002年
6 花禄森;;关于智能可变形导弹的几点思考[A];智能可变形飞行器发展前景及我们的选择——新观点新学说学术沙龙文集(32)[C];2009年
7 唐少容;周岱;黄真;;智能材料用于结构振动控制的数值模拟分析[A];第十一届空间结构学术会议论文集[C];2005年
8 冷劲松;;智能材料及仿生结构的研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
9 熊超;吕建刚;张进秋;唐伟;;磁流变智能材料的特性、机理及其应用研究[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
10 张建华;陶德华;张毅;张直明;;电流变液的工程应用[A];第六届摩擦学工矿企业润滑技术工业应用学术年会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜娟;高精度电子组装设备中智能材料驱动器的建模与控制研究[D];华南理工大学;2010年
2 陈琳;磁流变弹性体的研制及其力学行为的表征[D];中国科学技术大学;2009年
3 符晶华;光纤光栅智能材料、结构的研究与应用[D];武汉理工大学;2006年
4 闫东鹏;无机/有机复合超分子层状光功能材料的组装及性能:实验与理论研究[D];北京化工大学;2012年
5 黄世斌;智能聚电解质刷复合纳米粒子的制备和表征[D];华东理工大学;2013年
6 孙东亚;光纤智能材料、器件与智能锚索结构系统的研究[D];武汉理工大学;2002年
7 关群;智能材料结构的多场耦合问题的基本理论及其应用[D];合肥工业大学;2009年
8 李致富;面向集成电路产业的宏/微两级驱动高速高精度定位问题研究[D];华南理工大学;2012年
9 吕泳;碳纤维智能束的功能特性及其应用研究[D];武汉理工大学;2011年
10 信思金;基于光纤光栅和小波包分析的智能材料与结构损伤识别研究[D];武汉理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨爽;智能材料二维问题的状态空间解[D];合肥工业大学;2010年
2 王子安;智能材料与工程结构的动力分析[D];合肥工业大学;2010年
3 魏俊杰;有限元分析在主动拆卸结构设计中的应用[D];合肥工业大学;2010年
4 郭贤鹏;刺激响应性智能器件的制备及智能材料微驱动的研究[D];北京化工大学;2013年
5 王镜镜;智能翼肋动态形状控制方法研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 黄满华;基于碳纤维混凝土(粗骨料)压敏性的交通测速系统的研究[D];汕头大学;2005年
7 孔刘林;基于树脂基碳纤维智能材料板结构应变监测研究[D];武汉理工大学;2013年
8 黄群;基于压电作动器的主动隔振系统理论与仿真研究[D];西北工业大学;2006年
9 何帆;超磁致伸缩智能构件热变形控制技术及装置开发[D];浙江大学;2012年
10 周攀;基于光纤—压电智能材料的化工设备健康监测技术研究[D];武汉工程大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 马文方;智能材料:21世纪竞争的关键所在[N];中国计算机报;2010年
2 刘霞;“智能材料”可使蛋白质形成晶体[N];科技日报;2011年
3 志英;英研究用智能材料制造手机[N];中国有色金属报;2002年
4 刘霞;新智能材料能自我修复划痕清理污点[N];科技日报;2011年
5 王志彦;智能材料大演兵[N];中国房地产报;2005年
6 窦光宇;应用广泛的智能材料[N];中国建材报;2003年
7 本报记者 王瑛;智能材料——让火车跑得更快更安全[N];河北日报;2001年
8 邓钰;浅谈智能包装材料与应用[N];中国包装报;2010年
9 胡兴军 林燕;智能包装的分类[N];中国包装报;2011年
10 本报记者 冯永锋;寻找纳米技术工程化的通路[N];光明日报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978