面向精密運動平臺結構設計的多領域建模軟件研究與開發(fā).pdf

1、精密運動平臺被廣泛應用于IC制造裝備、精密測量和精密機械加工等領域。氣浮支承剛度非線性、電機驅動推力波動及隔振系統(tǒng)振動衰減率等關鍵組件的動態(tài)特性及其相互間的耦合效應已成為影響精密運動平臺系統(tǒng)精度的主要因素。為探明各關鍵組件間存在的動態(tài)耦合特性并實現(xiàn)精密運動平臺多領域建模與仿真，本文深入研究了精密運動平臺系統(tǒng)的運動精度建模與分析方法，并基于上述方法，研發(fā)了一款面向精密運動平臺結構設計的多領域建模軟件。
　　實現(xiàn)精密運動平臺精度建模的

2、關鍵是，如何在系統(tǒng)級模型中最大程度的保持各關鍵組件特性，同時還能反映各關鍵組件間的耦合關系。本文基于多剛體動力學建模理論，提出以多剛體動力學為中心的基本組件及其他關鍵組件的模型表述方法，并選用支持多領域建模和重用的Modelica語言，構建了包含氣浮、電機、減振、控制等關鍵組件的精密運動平臺動力學模型庫，基于上述模型庫，可將系統(tǒng)級模型轉換成可供求解的中間文件。氣浮單元布局是影響精密運動平臺動態(tài)精度特性的關鍵因素，因此推導了氣浮支承系統(tǒng)的

3、模板規(guī)則，實現(xiàn)了構型參數(shù)化建模。為評價精密運動平臺靜態(tài)精度特性，研究了造成 H型和十字型運動平臺存在靜態(tài)誤差的主要因素，并推導了精密運動平臺靜態(tài)誤差計算式。最后，基于C++Builder2009，完成軟件各模塊算法設計。該軟件具有構型參數(shù)化建模、靜態(tài)誤差計算、動態(tài)誤差分析和系統(tǒng)級建模等功能。
　　以 H型精密運動平臺的設計與仿真過程為樣例，首先對比本文開發(fā)的軟件與ADAMS軟件的仿真結果，求解結果一致，驗證軟件求解正確性。并揭示了