● 摘要
高性能运动工作台（机构）是构成现代集成电路IC（Intergrated Circuit）制造和封装设备的核心部件。研究和发展高性能工作台是IC制造业发展所面临的重要问题。直线电机直接驱动技术与并联机构都是前一段时间研究的热点问题，在小行程但需要高加速度、高刚度、高频响应的场合，二者的结合是一个不错的选择。本论文建立了直线电机驱动的并联XY工作台的刚体模型和柔性化模型。从刚体模型的分析，对工作台各部分之间的运动学关系、刚体动力学关系、工作空间以及线性化误差进行了分析和讨论，并得出结论，该研究对象线性化误差过大，不适合线性化。工作台柔性化模型的建立采用了“宽频多模态复合运动建模方法”，将工作台简化为一种具有弹簧—阻尼柔性联接、多个弹簧—阻尼支承特点的物理模型，进而将物理模型转化为了基于微分方程的数学模型，从而可以对系统在宽频范围内由主运动和多个附加微振动形成的多模态复合运动进行描述和建模。并在MATLAB/SIMULINK环境中建立了对应数学模型的仿真模型。本论文分析了工作台的理论误差和柔性杆带来的误差影响，并采用补偿策略对柔性杆带来的误差进行了一定的抑制。对于工作台的控制采用了经典PID控制与模糊PID控制两种策略。对于经典PID控制采用单纯形算法对PID参数进行了优化，效果良好。并将模糊PID控制与经典PID控制的效果进行了比较和分析。