面向精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域建模軟件研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)被廣泛應(yīng)用于IC制造裝備、精密測(cè)量和精密機(jī)械加工等領(lǐng)域。氣浮支承剛度非線性、電機(jī)驅(qū)動(dòng)推力波動(dòng)及隔振系統(tǒng)振動(dòng)衰減率等關(guān)鍵組件的動(dòng)態(tài)特性及其相互間的耦合效應(yīng)已成為影響精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)精度的主要因素。為探明各關(guān)鍵組件間存在的動(dòng)態(tài)耦合特性并實(shí)現(xiàn)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)多領(lǐng)域建模與仿真，本文深入研究了精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度建模與分析方法，并基于上述方法，研發(fā)了一款面向精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域建模軟件。
　　實(shí)現(xiàn)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)精度建模的

2、關(guān)鍵是，如何在系統(tǒng)級(jí)模型中最大程度的保持各關(guān)鍵組件特性，同時(shí)還能反映各關(guān)鍵組件間的耦合關(guān)系。本文基于多剛體動(dòng)力學(xué)建模理論，提出以多剛體動(dòng)力學(xué)為中心的基本組件及其他關(guān)鍵組件的模型表述方法，并選用支持多領(lǐng)域建模和重用的Modelica語(yǔ)言，構(gòu)建了包含氣浮、電機(jī)、減振、控制等關(guān)鍵組件的精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)動(dòng)力學(xué)模型庫(kù)，基于上述模型庫(kù)，可將系統(tǒng)級(jí)模型轉(zhuǎn)換成可供求解的中間文件。氣浮單元布局是影響精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)動(dòng)態(tài)精度特性的關(guān)鍵因素，因此推導(dǎo)了氣浮支承系統(tǒng)的

3、模板規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)型參數(shù)化建模。為評(píng)價(jià)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)靜態(tài)精度特性，研究了造成 H型和十字型運(yùn)動(dòng)平臺(tái)存在靜態(tài)誤差的主要因素，并推導(dǎo)了精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)靜態(tài)誤差計(jì)算式。最后，基于C++Builder2009，完成軟件各模塊算法設(shè)計(jì)。該軟件具有構(gòu)型參數(shù)化建模、靜態(tài)誤差計(jì)算、動(dòng)態(tài)誤差分析和系統(tǒng)級(jí)建模等功能。
　　以 H型精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與仿真過(guò)程為樣例，首先對(duì)比本文開(kāi)發(fā)的軟件與ADAMS軟件的仿真結(jié)果，求解結(jié)果一致，驗(yàn)證軟件求解正確性。并揭示了