一、微细加工用双足式大行程微动工作台的研究（论文文献综述）
谭令威[1]（2021）在《宏微垂直运动平台的复合控制与误差补偿研究》文中指出在微电子制造领域,垂直运动平台具有广泛的应用场景。随着白光干涉扫描等精密技术的发展,对垂直运动平台也提出了大行程高精度的定位要求,而传统的单驱平台难以同时满足大行程和高精度的要求。本文针对宏微垂直运动平台的高精度定位问题,开展宏微控制算法、宏微协同控制策略以及误差补偿研究,提出基于边界层超螺旋算法的直线电机宏动台控制,设计宏微复合定位和复合步进策略;同时,对垂直平台的位移转换误差进行位置补偿以及在线补偿;最后,基于Power PMAC控制器搭建实验平台的控制系统,并开展垂直平台的微动性能测试和宏微复合定位实验。论文的主要研究内容如下所述:（1）深入调研精密运动平台的国内外研究现状,对垂直运动平台的需求和关键技术进行分析,明确本文的工作内容与技术方案;（2）建立直线电机宏动系统的动力学模型,并采用正弦变频信号扫频的方法进行模型参数辨识;同时,对微动系统进行动力学分析,建立其机电耦合模型,为宏微各自的精密控制奠定基础;（3）针对直线电机宏动台,设计基于边界层超螺旋算法的二阶滑模控制器,提高系统的抗干扰性能。为了进一步削弱滑模控制的抖振影响,将边界层方法与超螺旋算法相结合,并通过仿真和实验验证所提控制算法的有效性。为压电陶瓷微动台搭建基于PID控制的双闭环控制结构,根据垂直运动平台的需求设计宏微复合定位和宏微复合步进的协同控制策略,实现垂直平台的高精度定位和纳米级位移步进;（4）针对楔体结构的位移转换误差问题,采用位置误差补偿表进行补偿,并提出误差在线补偿的方法。将垂直轴平台的位移反馈加入到水平轴直线电机宏动台的伺服控制环路中,以修正水平轴的指令位移,最后通过实验验证误差补偿方法的有效性;（5）基于Power PMAC搭建宏微垂直运动平台的控制系统,开发并实现所提方法与策略。开展平台的微动性能测试以及宏微复合大行程定位实验,验证宏微垂直平台的性能与本文所提方法的有效性。
方传智[2]（2020）在《基于双SPM探针的微球测量方法研究》文中研究指明在微纳测量领域,微纳米三坐标测量机（micro-nano CMM）是用于微小型零器件测量的精密工具,其精度通常控制在数百纳米。微纳米三坐标测量机的测头顶端是一个直径为数十至数百微米,球度为数十至数百纳米的微球,微球的轮廓误差量级与微纳三坐标测量机的精度等级近似,因此必须对微球轮廓进行精确测量,从而修正微纳坐标测量机的误差,保证测量机精度。目前国内外针对微球的测量方法可以分为接触式和非接触式两类:接触式测量能达到较高精度,但依赖于研究团队开发的特定设备,如超精密三坐标测量机,超高精度回转轴等;非接触式测量主要利用光学方法,但受限于衍射极限影响,精度只能达到微米量级。本文在分析国内外研究基础上,根据现有条件,提出利用双扫描探针（SPM,Scanning Probe Microscope）对微球轮廓进行测量的方法,在实现接触式测量高精度的基础上避免了对特定超精密设备的依赖。本文将自制的大长径比钨探针与石英音叉组合制备成高分辨力的扫描探针,双探针在微球两侧相对测量的方法得到微球最大截面圆轮廓,通过测量多个最大横截面圆轮廓组合得到微球的球轮廓。在截面圆测量过程中通过翻转测量两个相对位置截面圆的方法分离并修正了主要误差,对其余误差进行总结并对微球测量结果进行了测量不确定度评定,最后以修正微孔测量为例,介绍了微球测量的应用。本文的主要研究内容及成果总结如下:（1）研究基于双SPM探针的微球轮廓测量理论。研究了利用双探针翻转测量微球最大截面圆,进而通过多个大截面圆组合进行微球三维球体轮廓测量的方法。分析了微球测量过程中的各项误差,对影响测量精度的运动误差和探针对不准误差进行了理论推导和实验分离,在完成主要误差分析基础上,总结了测量过程中其他误差:包括各向微动台运动的二次阿贝误差、微球多角度旋转误差、旋转结构加工误差等,系统完成了微球测量过程中的误差理论分析。（2）研制基于双探针的微球测量装置。利用双SPM探针与大行程微动台组合搭建微球测量结构,研制了微球测量机械装配、对准和微动台驱动等硬件结构。在Lab VIEW软件中搭建了微球测量、驱动控制和数据处理软件,调试运行程序实现微球三维轮廓测量。（3）研究微球测量结果的不确定度评定。为了更科学合理地评价微球测量结果,针对测量的微球截面圆直径、圆度、球径和球度进行了测量不确定度评定。研究了基于蒙特卡洛方法（MCM）的现代不确定度评定方法,基于微球截面圆圆度和球度模型,利用计算机数值计算直接得到高斯分布,根据高斯分布得到截面圆圆度和微球球度测量不确定度评定结果。在对微球截面圆直径和球径评定时,根据模型计算无法直接得到结果,因此研究了复用二次计算的MCM方法,得到微球截面圆直径的测量不确定度,进而扩展得到微球球径的测量不确定度。（4）微球测量应用研究。在完成微球测量和不确定度评定后,本文研究了利用微球测量结果对微孔测量结果进行修正的方法。介绍了利用石英音叉谐振式测头测量汽车发动机喷油嘴微孔的原理:谐振测头顶端是一个自制光纤微球,在测量微孔过程中,谐振式测头通过顶端微球最大截面圆周触碰微孔内壁,测头微球最大截面圆周的形貌参数影响微孔测量结果的精度。因此本文研究了利用测量微球各向半径值对微孔测量结果进行修正的方法,通过误差修正理论和实验保证了微孔测量结果可信。基于以上研究,本文系统完成了基于双SPM探针的微球轮廓测量和误差分析,实现了接触式高精度测量,对误差修正后的结果利用蒙特卡洛方法进行不确定度评定,得到科学完整的微球测量结果。在完成微球测量基础上,对用于微纳米三坐标测量机的谐振式测头测量微孔的结果进行修正,说明了微球测量的应用价值,为进一步研究利用微球修正微纳米三坐标测量机误差,提升微纳米三坐标测量机精度和应用价值提供研究基础。
靖贤[3]（2017）在《三维微纳结构双光子聚合快速加工关键技术研究》文中认为三维微纳结构是构成微光学、微电子、微流体、微生物支架以及超材料等微型器件的基础,其特有的微观形态结构使其具备了独特的光、电、磁、力、热等特性,在航空航天、军事、通信、生物医疗等多种领域有着日益增长的应用需求。三维微纳结构功能器件能否在这些领域中获得突破性应用,关键在于能否高效精密低成本地制造大面积、且特征尺寸在微纳米级的复杂三维结构。双光子聚合技术突破了光学衍射极限,具有纳米级加工分辨率,能够构造任意复杂的真三维微纳结构,被认为是目前最有发展前景的微纳加工技术之一。因此,开展大行程、高效率的三维微纳结构双光子聚合快速加工关键技术的研究具有十分重要的意义。本文针对三维微纳结构双光子聚合快速加工的关键技术,设计并构建了双光子聚合大面积快速结构化加工系统,开展了连续扫描曝光机理、拟静态曝光新方法、高精度快速分层处理技术等方面的研究,主要包括:（1）设计并构建双光子聚合大面积快速结构化加工平台根据多刚体运动学和齐次变换矩阵理论,建立大行程运动平台的几何误差与体元位姿的映射模型,并进行敏感性分析,获得关键误差项。以降低关键误差项为目标,完成大行程运动平台设计。将三维高频椭圆装置安装在大行程运动平台上,使其产生能够实现拟静态曝光的三维椭圆运动,以实现快速结构化加工。以毫米级微流体结构加工及检测为例,验证所搭建平台能够实现三维微纳结构的大面积制造、高精度制造。（2）揭示双光子聚合连续扫描曝光机理根据自由基浓度阈值理论和能量累积原理,揭示出双光子聚合中相邻体元之间的邻近效应,研究体元间距与所形成纳米纤维的截面尺寸的影响规律。并以此为基础,揭示连续扫描加工方式的曝光机理,建立连续扫描曝光方式下加工纳米纤维截面尺寸与加工参数的映射模型。并在在相同横向尺寸的条件下,建立点定位曝光方式加工体元所需时间与连续扫描加工纳米纤维所需扫描速度之间的转换关系模型。通过采用逐步上升法和悬臂法获取的完整体元及纳米纤维尺寸数据,验证本文所提出的纳米纤维截面尺寸模型。（3）拟静态曝光新方法及光通量补偿提出以提升双光子聚合加工效率为目标的拟静态曝光新方法,研制一套实现拟静态曝光方法的三维椭圆运动装置,在大行程运动平台上通过样件作高频三维椭圆运动以使超短脉冲激光束相对于样件中预期形成的体元位置瞬态驻留,从而可在大行程运动轴快速进给中进行快速精准曝光。建立拟静态曝光方法扫描速度、振动幅值、振动频率、体元间距等参数之间的依赖模型。通过实验研究拟静态曝光方法获得稳定结构的加工参数区间,并在相同参数下与连续扫描曝光方法的加工结果相对比,验证拟静态曝光在提高加工效率方面的有效性。（4）基于AMF数据模型的高精度快速分层技术利用AMF数据模型对三维微纳结构进行几何表达,在此新框架下开展最优切片和路径规划的研究。通过国际象棋模型实例,分析新型叠加制造文件AMF格式相对于常规STL数据格式在顶点定义、顶点调用、数据存储量等方面的优势。以微型蜘蛛为例,实现AMF文件格式的分层处理及路径规划。另外,本文提出一种基于特征方向的切片轮廓数据的自适应分层算法,通过实验对比自适应分层和等厚度分层的精度与效率,验证本文高精度快速分层处理技术的有效性。
贺磊[4]（2017）在《基于柔性直线机构的3-PRR柔性微动平台研究》文中提出近年来,随着柔性精密定位平台在生物工程、先进制造等领域的应用越来越广泛,系统和设备对精密定位技术的要求越来越高。柔性直线机构是柔性精密定位平台的关键部分,其性能直接影响平台的定位精度。本文提出了柔性机构的结构表示方法与柔性直线机构构型综合方法,对柔性直线机构的位移及典型柔性直线机构的刚度及离轴刚度比进行了分析,对基于柔性直线机构的3-PRR微动平台进行了理论研究和样机试验,全文研究内容如下:（1）研究了柔性机构的结构表示与柔性直线机构的构型综合。基于柔性机构结构基本组成与柔性机构结构模型表示准则,提出了柔性机构的一种拓扑图和邻接矩阵的表示方法,给出了自由度的定义和计算公式。提出了基于FACT（Freedom and Constraint Topologies）的再生柔性运动链综合方法,该方法的核心在于以旋量理论为基础,建立几何模块、运动（约束）模块与物理模块三者之间的映射关系,进而根据不同的功能要求,通过柔性运动链再生路径得到相应的柔性机构组。针对柔性直线机构,运用该方法在6条再生路径下,综合出了具有代表性的28种柔性直线机构,其中新提出机构5种。（2）针对典型柔性直线机构,研究并提出了考虑轴漂的位移计算方法。提出了组合柔性铰链机构支链刚度分析模型与考虑轴漂的位移分析方法,确定了Roberts柔性机构特征点的位置,建立了基于轴漂的位移计算模型,研究了Roberts柔性直线机构的屈曲位移,并进行了有限元验证,与伪刚体模型相比,该模型更为精确。对柔铰簧片组合型柔性Roberts机构位移进行了分析,通过有限元及样机试验证明了该机构优越的直线位移性能,并将其应用于大行程微动平台,取得了良好的效果。（3）研究了柔性直线机构的刚度与离轴刚度比。对常用柔性四杆机构的输入输出特性进行了比较,研究了柔性铰链转动副的切口轮廓和柔性移动副的截面形状对对称四杆机构输出位移的影响,提出了一种高效、低耦合的变截面柔性对称四杆机构,求得了柔度矩阵并研究了结构参数对其大小的影响。分别设计了一种杠杆式位移缩小柔性直线机构和刚度差式位移缩小柔性直线机构,并对它们进行了分析和有限元验证。提出了柔性直线机构离轴刚度比的概念与分析原则,针对典型柔性直线机构进行了离轴刚度比的分析与比较。（4）研究了3-PRR柔性微动平台的运动、优化及耦合,研制了杠杆式微动平台。利用伪刚体模型推导了3-PRR机构的正反解方程,运用卡氏第二定理推导出3-PRR柔性微动平台（简化型）的运动模型并进行了优化设计,提出了一种微动平台输入耦合的求解方法,研究了相关参数对微动平台输入耦合的影响。将对称布置的并联Roberts柔铰机构作为P副应用于微动平台,并基于杠杆机构原理设计了一种3-PRR柔性微动平台,利用功能转化原理建立了机构的整体刚度矩阵,研制了样机平台并进行了位姿试验验证,结果表明,试验数据与理论数据基本一致,验证了理论分析的正确性。（5）研究了基于V型簧片的高精度3-PRR柔性微动平台。提出了一种基于V型折叠簧片的高精度3-PRR柔性微动平台,推导了其刚度矩阵,该平台可实现毫米级输入、微米级输出,较大的位移缩小比例大大降低了位移输出误差,提高了平台的精度,研制了样机并进行了试验,试验结果表明该平台具有很高的位移精度,与理论计算结果基本一致,验证了理论的正确性,该柔性微动平台作为微调装置应用于3A-S100微细铣削机床,定位精度可达0.05μm。总之,论文研究内容既涉及了柔性机构的结构与柔性直线机构的构型综合、位移及刚度建模以及分析方法,也有针对性地对几种新型的3-PRR柔性微动平台进行了具体设计与研究。这一工作将为扩展基于柔性直线机构的3-PRR柔性微动平台在精密工程、医疗、生物工程、工业自动化等领域的应用提供强有力的理论和技术支持。
高瑞[5]（2017）在《飞秒激光双光子聚合大面积结构化加工控制系统的研究》文中研究表明微纳米精度级别的加工技术目前已经被用于航空航天、组织工程、生物医疗、微纳机电系统、微流控器件、微纳光学器件、生物芯片、新材料和新能源等诸多领域。其中飞秒激光双光子聚合（Two-Photon Polymerization,简称TPP）微纳米加工技术能够制备微纳米级的三维立体结构,是当今先进制造技术中超精密加工的研究热点之一。由于复杂三维微纳米结构有着巨大的产业需求,随之对微纳结构器件的加工精度等关键技术指标提出的要求越来越苛刻。因此飞秒激光双光子聚合微纳米加工系统的研究是目前急需解决的问题,国内目前的加工系统多处于实验研究阶段,其所能加工的工件尺寸精度、加工速度、三维结构的加工能力都有很大的限制,尚且没有推出成型的加工设备系统。本文在此基础上,实验室自主研制出一套飞秒激光双光子聚合大面积快速结构化加工系统,有效提高了飞秒激光微纳加工的质量和效果,为之后飞秒激光双光子聚合加工技术的研究提供了保障。论文的主要研究内容如下:（1）实验室自主研制的飞秒激光双光子聚合大面积快速结构化加工系统,包括激光光路系统、宏-微定位系统、二维X-Y振镜系统、激光快门和实时监测系统。整个加工系统用大理石床身和气浮平台作为减振装置,以减小加工过程中的颤振对加工效果的影响。（2）以基于Aerotech的A3200系统为基础,通过虚拟仪器平台LabVIEW开发,实现了飞秒激光双光子聚合大面积快速结构化加工系统的联动控制。从而极大提升了加工的效率,保证了加工精度,同时使加工系统具备了加工复杂三维立体结构的能力。（3）以加工系统中的宏-微定位系统为分析对象,建立动力学模型,利用滑模变结构控制算法,对宏-微定位系统进行了控制律运算和控制器设计,通过滑模控制器对其加工过程进行滑模控制,提高了加工精度。同时运用Matlab中Simulink模块进行了仿真分析,验证了控制器的有效性,并在后续进行了实验验证。（4）利用加工系统进行多组实验,验证了该系统的加工能力,在实现系统整体的联动控制和对宏-微定位系统进行滑模控制后,加工效果有明显提高和改善。
纪飞飞[6]（2017）在《宏/微双驱动微切削定位进给系统的研究》文中研究说明大行程高精度定位进给系统在振动测试、武器装配、航天航空、IC制造、MEMS制造、精密光学仪器等领域具有广泛的应用。随着精密加工技术的飞速发展,传统单一驱动方式下的行程与精度两大要素的对立关系凸显。宏/微双驱动的定位进给方式有效的解决了大行程、高精度要求的技术难题,同时集合了宏驱动平台快速移动、远距离传送和微驱动平台的精度高、响应快、体积小等优势,为精密、高精密加工制造提供了良好的方案策略,推动着现代科学技术的发展。本文基于国家自然科学基金--骨植入体材料多孔钛合金介观尺度切削机理及微结构加工结构完整性研究（基金号:51305174）的项目背景,并针对国内外目前关于宏/微双驱动定位进给系统的研究现状,提出了一种双层叠加式宏/微二级驱动定位进给系统设计方案。宏动平台采用直线电机驱动和光栅尺测量反馈;微动平台采用PZT压电陶瓷驱动与柔性铰链结构传动定位配合,并采用激光干涉仪进行微动系统的精度检测;微驱动平台叠加在宏驱动平台上,随宏驱动平台进行大行程移动。在控制系统方面,提出了宏动平台部分采用固高运动控制器进行平面二维平台的运动控制,微动平台部分根据HSPY精密可调电源RS232传输标准开发输出电压控制系统,并根据宏、微平台的误差检测、反馈信息开发一套适用于宏/微双驱动的协调控制系统,可以同时实现宏、微单通道驱动和并行双驱动及二次误差补偿。在微驱动平台设计中重点进行了柔性铰链、微动台和微驱动平台整体的结构优化设计。并对压电陶瓷压电特性进行实验验证;基于柔性铰链的特性分析突破性的提出了选用弹性塑料（ABS）进行3D打印以代替传统的柔性铰链制造方法,并对整个微动平台进行力学模型、输入输出特性等研究和静态特性、模态等有限元仿真分析,并通过模态实验验证了分析结果。搭建了宏/微双驱动定位进给系统试验样机,进行整个双驱动系统的精度检测和误差分析。建立平台整体的BP神经网络误差补偿模型,并对双驱动系统进行动力学建模和重复定位精度测量等,最终实现行程230mm?265mm,机床整体定位进给精度为10nm级,输出载荷?20N,满足人工骨多孔钛合金精密加工制造技术要求。
张新华[7]（2017）在《动圈式磁悬浮永磁平面电机设计与控制研究》文中研究说明随着精密工程技术领域生产规模和技术水平的快速发展,相关行业对多自由度精密定位台的需求在不断增加,对其定位精度、响应速度、自由度维数等性能的要求也在不断提高。传统的二维定位平台采用机械叠加方式,存在侧隙、变形、摩擦、结构复杂和运动质量大等固有缺点,导致其定位精度和响应速度很难达到满意水平。磁悬浮永磁平面电机（Magnetically Levitated Permanent Magnet Planar Motor,MLPMPM）无需额外机械导轨支撑,直接驱动动子实现六自由度运动,具有结构简单紧凑、无机械摩擦、定位精度高、响应速度快等优点,在现代高端装备制造领域具有极大的应用潜力。本文在国家自然科学基金（51175296）的资助下,以一种无铁心动圈式MLPMPM为研究对象,围绕运行机理、结构设计、电磁分析、参数优化、解耦控制和数字控制系统设计等方面开展研究。在此基础上,设计了 MLPMPM的综合实验平台并开展了相关的实验研究,验证了方法和结论的正确性。论文的主要研究工作概略如下:（1）以减小磁场谐波含量为目标,提出了一种新型的二维磁钢阵列结构。在分析典型Halbach二维磁钢阵列气隙磁场分布的基础上,对二维磁钢阵列进行了重构,设计出新型二维磁钢阵列,并建立了气隙磁场的谐波解析模型;以“磁场基波磁密幅值尽可能大且磁场畸变尽可能小”为目标优化设计了新型磁钢阵列的主要参数;建立了有限元仿真模型并开展数值验证研究,结果表明新型磁钢阵列产生的磁场具有更高的基波磁通密度、更小的谐波畸变率和更一致的基波磁通密度幅值。（2）为减小推力波动和耦合推力/转矩,提出了“四线圈”的线圈阵列结构。在二维磁钢阵列磁场基波解析模型的基础上,采用洛伦兹力法建立了单线圈的推力模型,对其受力特征进行了分析;基于单线圈推力模型设计了“四线圈”型线圈阵列,可以有效消除偶次谐波磁场引起的推力波动和抑制线圈短边产生的耦合推力/转矩,使MLPMPM具有更好的控制性能;建立了动子线圈的推力和转矩模型,以最大推力功耗比为目标优化设计了线圈参数。（3）针对MLPMPM多输入多输出、强耦合、多自由度的特点,提出了 MLPMPM的解耦控制策略,设计了 MLPMPM的六自由度运动定位控制系统。基于MLPMPM的推力/转矩数学模型和id、fq解耦电流分配思想,提出MLPMPM的解耦电流分配方案,从物理层面实现了 MLPMPM六自由度运动的解耦;建立了参数化有限元计算模型,并开展仿真计算研究,证明了解耦策略的正确性;建立了 MLPMPM解耦系统的动力学方程,提出了 MLPMPM的六自由度定位控制策略,构建了控制系统的仿真验证平台,仿真结果验证了控制系统的正确性和有效性。（4）针对MLPMPM出现动子偏航后模型失效的问题,建立了小角度偏航状态下推力模型,提出了 MLPMPM六自由度定位控制的修正方案。分析了 MLPMPM动子小角度偏航情形下的受力情况,建立了 MLPMPM小角度偏航时一维线圈简化推力模型和等效推力模型;基于等效推力模型提出MLPMPM小角度偏航状态下电流补偿方案和相位校正方法,并通过有限元仿真验证了修正方案的正确性和有效性;基于电流补偿方案和相位校正方法,对MLPMPM的六自由度运动定位控制方案进行了修正。（5）搭建了 MLPMPM综合实验平台,开展相关的实验研究。设计了 MLPMPM的静态实验平台并开展静态实验研究,验证了解耦电流分配方案的正确性;基于DSP TMS320 F28335构建了 MLPMPM的数字控制的硬件系统和软件系统,开展MLPMPM基于位置-速度双闭环PID控制和自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control, ADRC）的动态实验研究;对闭环控制系统的动态性能进行分析,验证了 MLPMPM在小角度偏航情况下ADRC控制策略的有效性。
李兰兰[8]（2014）在《步进扫描投影光刻机同步运动控制策略及方法研究》文中研究说明掩模台及硅片台的同步控制是步进扫描投影光刻机工作过程中的关键技术，两运动平台之间的同步性能直接影响到芯片的特征尺寸、套刻精度和光刻机的生产效率。本文以提高掩模台及硅片台同步性能为目标，对其同步运动控制展开研究。通过深入分析同步误差的特性，以及影响同步误差的主要因素；提出了提高同步性能的技术途径，设计了具有良好同步性能的控制器，实验验证了所设计的控制器对改善同步性能的有效性。从同步性能指标MA受同步误差中不同频率成分的影响、同步性能指标MSD与掩模台和硅片台跟踪误差相关性的关系以及系统同步误差的重复性三个方面对同步误差特性进行分析；指出影响同步误差的主要因素包括：被控对象的动力学特性、粗精叠层运动平台之间的动力学耦合以及同步运动控制器的设计；提出了同步控制器的设计方案。在系统动力学约束条件下对步进扫描投影光刻机的步进及扫描运动进行三阶轨迹规划算法研究；并从提高光刻机产率的角度出发，对硅片台的步进及扫描运动轨迹重叠，掩模台的扫描运动轨迹重叠以及掩模台与硅片台的同步运动时间匹配等内容进行规划分析。针对步进扫描投影光刻机掩模台及硅片台的粗精叠层结构、分析其动力学特性，从控制角度对粗精叠层运动平台的动力学模型进行简化；在建立的动力学模型基础之上，研究了粗精叠层结构的运动控制特性，拟采用粗动台跟踪精动台的运动控制方案，以减小粗精叠层结构中粗动台对精动台的耦合作用。掩模台及硅片台之间的同步运动主要表现为各自精动台之间的同步，对此本文提出了基于迭代学习的同步运动控制实现方法。通过前馈迭代学习与闭环反馈相结合，利用闭环作用提高系统的稳定性，迭代学习控制有效抑制重复性扰动，从而提高了系统的同步性能。对步进扫描投影光刻机同步运动控制进行模拟实验验证；实验结果表明，迭代学习同步运动控制算法显着提高了模拟运动平台的同步性能指标。
王公峰[9]（2013）在《双工件台控制系统设计及单自由度试验研究》文中认为光刻机作为半导体技术发展的关键设备，它既要满足光刻特征线宽不断减小的要求，又要不断提高生产效率，因此对超精密定位平台的运动行程、定位精度和运动速度都提出了越来越高的要求。针对这种要求，本文设计了双工件台运动控制系统，对宏微运动平台进行建模仿真分析，并搭建了控制系统开发平台和半实物仿真平台，并在搭建好的开发平台上实现了宏动台期望的定位精度。首先，对双工件台整个控制系统进行了详细的需求分析，包括定位精度、最大行程等，并设计了双工件台控制系统的各个子模块，包括执行机构模块、传感器模块和机械结构，同时分析了两种宏微控制策略，并选用了最佳控制策略。其次，在进行实际的开发实验之前，对控制系统进行了建模仿真，建立了直线电机、音圈电机和工件台的数学模型，并针对实际仿真需要，对工件台的单自由度宏微耦合模型进行了简化；因为在本课题中采用六个电机驱动微动台六个自由度的运动，六个电机之间存在运动耦合，因此根据电机的安装位置对微动台进行解耦控制；为达到预期效果，分别为微动台和宏动台设计了滑模变结构控制器和传统的PID控制器并在MATLAB/SIMULINK中搭建仿真模型进行仿真分析；再次，考虑到在开发实验过程中的安全性和可靠性，设计了一种基于虚拟现实技术的半实物仿真系统，搭建了个人计算机+工控机插卡的半实物仿真平台，为保证控制系统的实时性，主板卡运行VxWorks操作系统，因此本文为主板卡设计了基于VxWorks的串口驱动并成功加载映像，然后完成了VG5主板卡和运动控制卡的程序，最后对其实用性进行了验证。最后，依靠实验室的硬件条件，在半实物仿真平台的基础上重新设计了VG5主板卡和运动控制卡中的程序，设计双闭环PID控制器对单自由度宏动台的定位精度和跟踪精度并进行了实验分析，达到了宏动台的微米级的指标要求。
罗剑波[10]（2012）在《曲面激光直写系统与关键技术研究》文中指出在曲面上进行微光刻是当前制作微器件的发展方向之一,曲面激光直写则是曲面微器件,特别是微光学器件制作的一个重要发展方向。相比平面激光直写,曲面激光直写由于曲面基片可变倾斜角的引入,使得在其上的光刻曝光困难许多。目前,和曲面激光直写相关的技术、工艺、设备尚处于起步阶段。本论文搭建了一套新型的曲面激光直写系统。.该系统通过创新的光刻头恒姿态结构,实现曲面基片上光焦点的检测、控制与曝光。此外,论文对基于曲面的光刻理论、基于曲面的焦点检测,和基于曲面的焦点控制分别进行了研究。论文对曲面基片上光刻胶胶层内光场的传输、曝光,以及工艺参数在曲面基片情况下对微结构线条的影响等内容进行了研究。论文首先建立了曲面基片上光刻胶胶层内光场传输与分布模型,之后分析了曲面各种不同的扫描曝光方式,并建立了曲面下的Dill曝光模型,以及不同扫描曝光方式下光刻胶胶层内的曝光模型。在此基础上,论文分别建立了曲面不同扫描曝光方式下的线宽模型,并分析了不同扫描曝光方式下各种工艺参数对线条的影响。曲面上光焦点的检测与控制是曲面激光直写的关键。论文在共焦显微技术的基础上,建立了曲面上光焦点的系统响应模型,在此基础上得出了曲面上光焦点的系统径向、轴向响应特性,并据此提出了适合于曲面的光焦点探测新方案,也即动态扫描检测法。论文对新方案原理、参数进行了分析和研究。在此基础上,论文构建了反映曲面上光焦点位置信息的焦点误差信号FES。曲面上焦点的控制方面,论文根据曲面基片上光刻的特点,使用了宏／微双驱动控制系统对光焦点进行控制。由于直写光刻的特殊性,论文对宏／微控制系统进行了针对性的设计,包括反映定位误差的信号构建、宏微系统同步方式等。此外,论文研究并提出了两种曲面基片上的焦点搜索机制。这两种机制分别用于激光直写系统初始化时焦点的搜索,以及光刻过程中失去焦点或闭环控制失控时的焦点重新搜索。论文最后在所搭建的曲面激光直写系统基础上,进行了初步性的实验,并进行了圆光栅和直线光栅的制作。
二、微细加工用双足式大行程微动工作台的研究（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、微细加工用双足式大行程微动工作台的研究（论文提纲范文）
（1）宏微垂直运动平台的复合控制与误差补偿研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 宏微复合精密平台 |
| 1.2.2 垂直轴运动平台研究现状 |
| 1.2.3 宏微运动平台控制方法研究现状 |
| 1.2.4 误差补偿技术研究现状 |
| 1.3 论文研究内容与章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 宏微垂直运动平台动力学建模与辨识 |
| 2.1 宏微垂直运动平台的结构与定位 |
| 2.1.1 宏微复合的水平运动平台 |
| 2.1.2 垂直轴运动转换机构 |
| 2.1.3 宏微垂直运动平台定位过程 |
| 2.2 基于直线电机的运动平台动力学建模与辨识 |
| 2.2.1 直线电机宏动台动力学建模 |
| 2.2.2 宏动台动力学模型辨识 |
| 2.3 微动系统建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 宏微垂直运动平台的复合控制算法 |
| 3.1 基于边界层超螺旋算法的宏动台控制 |
| 3.1.1 超螺旋算法(STA) |
| 3.1.2 基于δSTA的宏动台控制 |
| 3.1.3 仿真与实验分析 |
| 3.2 微动台控制方法 |
| 3.3 宏微垂直运动平台的复合控制策略 |
| 3.3.1 宏微垂直运动平台的复合定位控制 |
| 3.3.2 宏微垂直运动平台的复合步进控制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 X-Z轴平台运动误差补偿方法 |
| 4.1 基于位置补偿表的运动误差补偿 |
| 4.1.1 X-Z轴位移转换关系 |
| 4.1.2 基于位置补偿表的运动误差补偿实验 |
| 4.2 Z轴定位误差在线补偿 |
| 4.2.1 Z轴定位误差在线补偿原理 |
| 4.2.2 Z轴定位误差在线补偿实验 |
| 4.3 误差复合补偿实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 宏微垂直运动平台控制系统开发与实验 |
| 5.1 宏微垂直运动平台控制系统 |
| 5.1.1 基于Power PMAC控制器的控制系统框架 |
| 5.1.2 实验平台搭建 |
| 5.2 宏微垂直运动平台的Z轴性能测试 |
| 5.2.1 Z轴微动台步进性能测试 |
| 5.2.2 宏微垂直运动平台大行程定位实验 |
| 5.2.3 宏微垂直运动平台的复合步进验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于双SPM探针的微球测量方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 微球测量技术研究现状 |
| 1.2.1 微球接触式测量进展 |
| 1.2.2 微球非接触式测量进展 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第二章 基于双探针的微球测量方法及系统设计 |
| 2.1 测量原理及方法 |
| 2.1.1 音叉谐振式SPM测量原理 |
| 2.1.2 微球测量方法 |
| 2.2 微球测量硬件设计 |
| 2.2.1 微动台及控制器 |
| 2.2.2 探针及微球装配结构 |
| 2.2.3 视频显微镜 |
| 2.2.4 微球测量整体结构 |
| 2.3 微球测量系统软件设计 |
| 2.3.1 Aerotech微动台通讯程序 |
| 2.3.2 单微动台连续运动及数据存储调用程序 |
| 2.3.3 双探针测量运动控制程序 |
| 2.3.4 基于 Levenberg-Marquardt 与 Lab VIEW 的非线性最小二乘圆拟合程序设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微球测量误差分析 |
| 3.1 Z向对准误差 |
| 3.2 X-Y平面内X向运动误差分离 |
| 3.3 X-Y平面内X向对不准误差分析 |
| 3.4 测量过程中的其他误差 |
| 3.4.1 微动台驱动过程中的其他角运动误差 |
| 3.4.2 旋转机构加工误差 |
| 3.4.3 多截面之间的旋转误差 |
| 3.5 误差分析的模拟结果 |
| 3.5.1 运动误差分离的模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微球测量不确定度评定方法 |
| 4.1 微球测量不确定度评定方法介绍 |
| 4.2 截面圆直径及圆度测量不确定度评定 |
| 4.3 微球球径及球度测量不确定度评定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微球测量及不确定度评定结果 |
| 5.1 红宝石微球测量结果 |
| 5.1.1 红宝石微球截面圆测量结果 |
| 5.1.2 红宝石微球误差分离和修正 |
| 5.1.3 红宝石微球测量结果不确定度评定 |
| 5.2 光纤微球测量结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 微球测量应用 |
| 6.1 测量微球修正微孔尺寸的原理 |
| 6.2 测量微球修正微孔实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.1.1 研究成果总结 |
| 7.1.2 本文主要创新点 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（3）三维微纳结构双光子聚合快速加工关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 双光子聚合技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 双光子聚合加工参数的研究 |
| 1.2.2 双光子聚合快速加工技术 |
| 1.2.3 双光子聚合体元间距的研究 |
| 1.2.4 双光子聚合技术的加工装置 |
| 1.2.5 双光子聚合大面积制造技术的研究 |
| 1.2.6 双光子聚合技术路径规划及数据格式分层技术的研究 |
| 1.3 双光子聚合技术加工三维微纳结构现阶段存在的问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 双光子聚合大面积快速结构化加工平台 |
| 2.1 双光子聚合大面积快速结构化加工平台工作原理与设计方案 |
| 2.2 基于误差分析的大行程运动平台设计 |
| 2.2.1 影响体元位姿的几何误差辨识 |
| 2.2.2 大行程运动平台的空间误差建模 |
| 2.2.3 误差模型的敏感性分析 |
| 2.3 双光子聚合光路系统设计 |
| 2.4 在线监测系统 |
| 2.5 基于拟静态曝光的三维椭圆运动装置 |
| 2.6 二维扫描振镜 |
| 2.7 多轴联动控制系统 |
| 2.8 大面积微流体结构的加工及检测 |
| 2.8.1 双光子聚合加工实验平台 |
| 2.8.2 双光子聚合加工实验材料 |
| 2.8.3 微流体的设计及加工 |
| 2.8.4 微流体表面质量检测 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 双光子聚合连续扫描曝光机理的研究 |
| 3.1 双光子聚合加工的扫描方式 |
| 3.2 相邻体元的邻近效应 |
| 3.3 连续扫描方式下纳米纤维截面尺寸的建模 |
| 3.4 纳米纤维截面尺寸模型的实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 快速结构化加工中拟静态曝光新方法的研究 |
| 4.1 快速进给中光通量补偿的可行性分析 |
| 4.2 双光子聚合拟静态曝光方法 |
| 4.2.1 体元的拟静态曝光 |
| 4.2.2 多个连续体元的拟静态曝光 |
| 4.3 拟静态曝光加工的实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于AMF数据格式的自适应分层处理技术 |
| 5.1 AMF数据格式的特点及优势 |
| 5.1.1 现有的数据格式 |
| 5.1.2 AMF数据格式的优势 |
| 5.2 AMF数据格式与STL数据格式实例对比 |
| 5.3 AMF格式复杂三维结构数据处理与加工 |
| 5.4 基于特征方向切片轮廓数据的自适应分层算法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 论文中提出的新方法和新思路 |
| 6.3 对后续研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
（4）基于柔性直线机构的3-PRR柔性微动平台研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 柔性机构构型综合研究综述 |
| 1.2.2 柔性机构设计方法研究综述 |
| 1.2.3 柔性机构分析建模方法研究综述 |
| 1.2.4 柔性直线机构研究综述 |
| 1.2.5 柔性微动平台研究综述 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 柔性机构的结构与柔性直线机构的型综合 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 柔性机构的结构模型与自由度计算 |
| 2.2.1 柔性机构结构基本组成分析 |
| 2.2.2 柔性机构的结构模型及简图表示 |
| 2.2.3 柔性机构的结构模型新型拓扑图及矩阵表示 |
| 2.2.4 柔性机构自由度的定义 |
| 2.3 基于FACT的柔性运动链再生法综合 |
| 2.3.1 综合思路 |
| 2.3.2 基于旋量的几何单元构建 |
| 2.3.3 运动单元(KBB)与约束单元(CBB)构建 |
| 2.3.4 物理单元(PBB)构建 |
| 2.3.5 柔性运动链再生路径确定与机构再生 |
| 2.4 柔性直线机构的构型综合 |
| 2.4.1 自由度及对偶约束线图的确定 |
| 2.4.2 通过约束子单元构建PBB |
| 2.4.3 一般化运动链 |
| 2.4.4 再生路径 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 柔性直线机构位移分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 影响柔性直线机构位移的主要参数 |
| 3.2.1 行程 |
| 3.2.2 刚度 |
| 3.2.3 精度 |
| 3.3 组合柔铰直线机构位移分析方法 |
| 3.3.1 组合柔铰直线机构支链刚度分析模型 |
| 3.3.2 组合柔铰直线机构支链位移分析方法 |
| 3.3.3 单柔铰与组合柔铰平行四杆机构的位移分析 |
| 3.3.4 组合柔铰平行四杆机构支链分析 |
| 3.3.5 基于伪刚体模型的组合柔铰直线机构位移分析方法 |
| 3.3.6 考虑轴漂的组合柔铰直线机构位移分析方法 |
| 3.4 并联Roberts柔性直线机构的位移分析 |
| 3.4.1 机构的结构特点 |
| 3.4.2 并联Roberts柔性直线机构特征点的确定 |
| 3.4.3 考虑轴漂的位移计算与有限元验证 |
| 3.5 柔铰簧片组合型混联柔性Roberts机构位移分析 |
| 3.5.1 柔铰簧片组合型混联柔性Roberts机构的特点 |
| 3.5.2 柔铰簧片组合型混联柔性Roberts机构特征点的确定 |
| 3.5.3 位移计算与验证 |
| 3.5.4 样机加工与试验 |
| 3.5.5 柔铰簧片组合型Roberts机构的应用 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 柔性直线机构刚度分析与离轴刚度比研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变截面柔性对称四杆机构及其刚度分析 |
| 4.2.1 变截面柔性对称四杆机构的特点 |
| 4.2.2 变截面柔性对称四杆机构的计算模型 |
| 4.2.3 变截面柔性对称四杆机构的变形应变能 |
| 4.2.4 求解柔度矩阵 |
| 4.2.5 柔度系数与机构的结构参数的关系 |
| 4.2.6 变截面柔性对称四杆机构的有限元模型 |
| 4.3 杠杆式位移缩小柔性直线机构的刚度分析 |
| 4.3.1 位移缩小的杠杆原理 |
| 4.3.2 杠杆式位移缩小柔性直线机构的结构 |
| 4.3.3 杠杆式微定位平台的有限元仿真与分析 |
| 4.4 刚度差式位移缩小柔性直线机构的刚度分析 |
| 4.4.1 位移缩小柔性直线机构的提出 |
| 4.4.2 位移缩小柔性直线机构的刚度分析 |
| 4.4.3 有限元验证 |
| 4.5 柔性直线机构的离轴刚度比分析 |
| 4.5.1 柔性直线机构离轴刚度比的概念 |
| 4.5.2 柔性直线机构离轴刚度比分析原则 |
| 4.5.3 三种高刚度直线导向机构的离轴刚度比 |
| 4.5.4 两种Roberts柔性直线机构的离轴刚度比 |
| 4.5.5 柔铰最薄弱处厚度对柔性直线机构离轴刚度比的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 柔性3-PRR微动平台研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于伪刚体理论的平面3-PRR柔性并联机构位姿分析 |
| 5.2.1 平面3-PRR柔性并联机构的伪刚体模型 |
| 5.2.2 平面3-PRR柔性并联机构的位姿逆解 |
| 5.2.3 3-PRR柔性机构伪刚体模型的位姿正解 |
| 5.3 柔性3-PRR微动平台的分析与仿真 |
| 5.3.1 3-PRR微动平台的提出 |
| 5.3.2 3-PRR微动平台的运动模型 |
| 5.3.3 3-PRR微动平台优化设计方法 |
| 5.3.4 工作空间 |
| 5.3.5 理论模型的有限元验证 |
| 5.4 3-PRR微动平台输入耦合分析 |
| 5.4.1 3-PRR微动平台的结构 |
| 5.4.2 3-PRR微动平台的静力学建模 |
| 5.4.3 输入耦合的影响分析 |
| 5.5 杠杆式3-PRR柔性微动平台研究 |
| 5.5.1 杠杆式3-PRR柔性微动平台的结构 |
| 5.5.2 杠杆式3-PRR柔性微动平台运动学分析 |
| 5.5.3 杠杆式3-PRR柔性微动平台的整体刚度矩阵 |
| 5.5.4 杠杆式3-PRR柔性微动平台样机加工与试验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于V型折叠簧片的高精度3-PRR柔性微动平台 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微动平台最佳结构参数的确定 |
| 6.2.1 微动平台结构 |
| 6.2.2 基于田口稳健设计的微动平台评价目标与影响因素 |
| 6.2.3 微动平台正交试验分析 |
| 6.2.4 微动平台试验结果方差分析 |
| 6.2.5 微动平台最优水平组合的确定 |
| 6.3 基于V型折叠簧片的高精度3-PRR微动平台刚度分析 |
| 6.3.1 微动平台刚度分析思路 |
| 6.3.2 微动平台PRR支链柔度推导 |
| 6.3.3 微动平台V型折叠簧片机构柔度推导 |
| 6.4 有限元分析与试验研究 |
| 6.4.1 理论结果的有限元验证 |
| 6.4.2 试验研究 |
| 6.4.3 基于V型折叠簧片的高精度3-PRR柔性微动平台应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 主要研究工作与成果 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在校学习期间所发表的论文、专利、获奖及主持参与项目 |
（5）飞秒激光双光子聚合大面积结构化加工控制系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 飞秒激光双光子聚合加工技术研究的国内外现状 |
| 1.3.2 飞秒激光加工系统研究的国内外现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 飞秒激光双光子聚合大面积快速结构化加工平台 |
| 2.1 大面积快速结构化平台 |
| 2.2 激光发射与实时监测系统 |
| 2.3 三维压电驱动微动台 |
| 2.3.1 微动台参数及工作原理 |
| 2.3.2 压电陶瓷致动器原理 |
| 2.4 二维X-Y振镜系统 |
| 2.4.1 二维X-Y振镜 |
| 2.4.2 激光标刻 |
| 2.5 激光快门 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 飞秒激光双光子聚合加工系统的联动控制 |
| 3.1 基于Aerotech的A3200控制系统 |
| 3.2 LabVIEW开发平台 |
| 3.2.1 LabVIEW的优势与实用性 |
| 3.2.2 LabVIEW开发平台与A3200系统通讯构建 |
| 3.3 飞秒激光双光子聚合加工软件系统控制研发 |
| 3.3.1 A3200系统与宏动定位系统的联动控制 |
| 3.3.2 A3200系统与三维微动平台的联动控制 |
| 3.3.3 A3200系统与二维X-Y振镜系统的联动控制 |
| 3.3.4 A3200系统与激光快门的联动控制 |
| 3.4 飞秒激光双光子聚合加工软件系统的整体控制 |
| 3.5 功能性模块 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 飞秒激光双光子聚合加工系统建模及控制策略 |
| 4.1 飞秒激光双光子聚合加工三维宏-微定位系统动力学建模 |
| 4.1.1 三维宏动位移平台单输入-双输出动力学建模 |
| 4.1.2 三维微动位移平台单输入-双输出动力学建模 |
| 4.1.3 三维宏-微定位系统双输入-双输出动力学建模 |
| 4.2 三维宏-微定位系统的滑模变结构控制 |
| 4.2.1 滑模变结构控制原理 |
| 4.2.2 控制策略方法-模糊逼近原理 |
| 4.2.3 模糊自适应滑模控制器的设计 |
| 4.3 三维宏-微定位系统模糊自适应滑模控制仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 飞秒激光双光子聚合大面积结构化加工实验分析 |
| 5.1 三维微纳快速结构化加工数据转换处理 |
| 5.1.1 二维X-Y振镜加工数据转换 |
| 5.1.2 三维微动定位平台加工数据转换 |
| 5.2 三维微纳快速结构化加工工艺流程 |
| 5.2.1 实验所用的光刻胶 |
| 5.2.2 双光子聚合加工过程 |
| 5.3 三维微纳快速结构化加工实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（6）宏/微双驱动微切削定位进给系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 宏/微双驱动微切削定位进给系统研究现状 |
| 1.2.1 宏驱动定位进给系统研究现状 |
| 1.2.2 微驱动定位进给系统研究现状 |
| 1.2.3 宏/微双驱动定位进给系统研究现状 |
| 1.2.4 宏/微双驱动定位进给系统测量方式研究现状 |
| 1.2.5 宏/微双驱动定位进给系统控制技术研究现状 |
| 1.3 宏/微双驱动定位进给系统的发展方向 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 论文结构框架 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 宏/微双驱动微切削定位进给系统方案设计 |
| 2.1 宏/微双驱动定位进给系统的总体设计 |
| 2.2 微驱动定位进给系统的方案设计 |
| 2.2.1 微驱动系统的布置方案 |
| 2.2.2 压电陶瓷的种类和特性分析 |
| 2.2.3 柔性铰链的种类和特性分析 |
| 2.3 宏驱动定位进给系统的方案设计 |
| 2.3.1 宏驱动系统的布置方案 |
| 2.3.2 直线电机的选型 |
| 2.4 宏/微双驱动定位进给系统的控制方式 |
| 2.5 宏/微双驱动定位进给系统的测量方式 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 微驱动定位进给系统结构设计研究 |
| 3.1 微动平台的结构拓扑优化设计 |
| 3.2 柔性铰链结构拓扑优化设计 |
| 3.3 微驱动定位进给平台位移输出结构设计 |
| 3.4 微驱动定位进给系统有限元仿真分析 |
| 3.4.1 模型建立 |
| 3.4.2 静态特性及应力分析 |
| 3.4.3 模态分析 |
| 3.5 微驱动系统输入和输出性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 宏/微双驱动定位进给系统精度检测与补偿 |
| 4.1 宏/微双驱动定位进给系统样机搭建 |
| 4.2 宏动平台的定位精度测量 |
| 4.2.1 宏动平台X轴定位精度测量 |
| 4.2.2 宏动平台Y轴定位精度测量 |
| 4.3 宏/微双驱动定位进给系统精度检测 |
| 4.4 宏/微双驱动定位进给系统误差分析与补偿 |
| 4.4.1 误差来源分析 |
| 4.4.2 误差补偿方法 |
| 4.4.3 误差补偿模型建立 |
| 4.4.4 BP神经网络误差补偿模型仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 宏/微双驱动定位进给系统的动态建模与实验分析 |
| 5.1 宏/微双驱动定位进给系统的动力学模型 |
| 5.2 微驱动定位进给系统模态实验 |
| 5.3 宏/微双驱动定位进给系统精度评定 |
| 5.3.1 宏/微双驱动定位进给系统X轴精度评定 |
| 5.3.2 宏/微双驱动定位进给系统Y轴精度评定 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 宏/微双驱动协调控制程序 |
| 附录2 宏/微双驱动定位进给系统定位误差数据 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（7）动圈式磁悬浮永磁平面电机设计与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 平面驱动技术研究现状 |
| 1.2.1 传统平面驱动方案研究现状 |
| 1.2.2 平面电机研究现状 |
| 1.2.3 平面电机支撑方案研究现状 |
| 1.3 磁悬浮永磁平面电机关键技术研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 MLPMPM定子磁钢阵列磁场分析与优化设计 |
| 2.1 MLPMPM基本结构及工作原理 |
| 2.2 平面磁钢阵列磁场分析 |
| 2.2.1 平面磁钢阵列 |
| 2.2.2 二维磁钢阵列磁场分析方法 |
| 2.2.3 典型Halbach磁钢阵列磁场分析 |
| 2.3 新型磁钢阵列数学建模与参数优化 |
| 2.3.1 新型磁钢阵列拓扑结构 |
| 2.3.2 新型磁钢阵列谐波模型 |
| 2.3.3 新型磁钢阵列磁场分析 |
| 2.3.4 新型磁钢阵列参数优化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 MLPMPM动子线圈数学建模与优化设计 |
| 3.1 动子线圈阵列拓扑结构 |
| 3.1.1 单线圈推力模型 |
| 3.1.2 线圈阵列拓扑结构设计 |
| 3.2 动子线圈阵列推力模型 |
| 3.2.1 动子线圈阵列推力模型 |
| 3.2.2 动子线圈阵列转矩模型 |
| 3.3 动子线圈参数优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 MLPMPM六自由度解耦与控制 |
| 4.1 MLPMPM主要控制方法 |
| 4.2 MLPMPM推力/转矩解耦 |
| 4.2.1 水平推力解耦 |
| 4.2.2 垂直推力解耦 |
| 4.2.3 俯仰(摇摆)转矩解耦 |
| 4.2.4 偏航转矩解耦 |
| 4.3 MLPMPM运动控制研究 |
| 4.3.1 MLPMPM解耦动力学方程 |
| 4.3.2 MLPMPM定位控制方案 |
| 4.3.3 控制器设计与性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 小偏航角状态下MLPMPM推力建模与控制 |
| 5.1 MLPMPM推力模型 |
| 5.1.1 一维单线圈简化推力模型 |
| 5.1.2 单线圈等效推力模型 |
| 5.1.3 线圈阵列推力模型 |
| 5.2 小偏航角状态下MLPMPM控制 |
| 5.2.1 线圈电流补偿及相位校正 |
| 5.2.2 MLPMPM定位控制修正方案 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 MLPMPM数字控制系统设计及实验研究 |
| 6.1 MLPMPM实验平台 |
| 6.1.1 样机本体 |
| 6.1.2 实验机械装置 |
| 6.1.3 实验装置数字控制系统硬件实现 |
| 6.2 MLPMPM数字控制系统软件设计 |
| 6.3 MLPMPM实验及分析 |
| 6.3.1 静态实验 |
| 6.3.2 反电动势与开环悬浮实验 |
| 6.3.3 位置伺服控制实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（8）步进扫描投影光刻机同步运动控制策略及方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光刻技术发展 |
| 1.2.1 浸没式双曝光或多重曝光光刻 |
| 1.2.2 极紫外光刻 |
| 1.2.3 纳米压印光刻 |
| 1.2.4 电子束无掩模光刻 |
| 1.2.5 表面等离子体光刻 |
| 1.3 步进扫描投影光刻机同步运动控制概述 |
| 1.3.1 步进扫描投影光刻机中的同步系统 |
| 1.3.2 同步性能对步进扫描投影光刻机光刻质量的影响 |
| 1.3.3 步进扫描投影光刻机同步运动控制 |
| 1.4 本文的内容安排 |
| 2 步进扫描投影光刻机同步误差 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 步进扫描投影光刻机同步性能指标特性分析 |
| 2.2.1 同步性能指标 MA 特性分析 |
| 2.2.2 同步性能指标 MSD 特性分析 |
| 2.3 掩模台与硅片台同步误差重复特性分析 |
| 2.4 步进扫描投影光刻机同步误差的主要影响因素 |
| 2.4.1 系统动力学对同步误差的影响 |
| 2.4.2 粗精叠层结构对同步误差的影响 |
| 2.4.3 同步算法对同步误差的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 步进及扫描运动轨迹规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 步进扫描投影光刻机中的步进及扫描运动 |
| 3.2.1 步进运动及扫描运动综述 |
| 3.2.2 步进扫描投影光刻机中的扫描运动 |
| 3.2.3 步进扫描投影光刻机中步进时间的确定 |
| 3.3 步进运动轨迹规划算法 |
| 3.4 扫描运动轨迹规划算法 |
| 3.5 步进扫描投影光刻机轨迹重叠规划算法 |
| 3.5.1 轨迹重叠规划约束基准 |
| 3.5.2 硅片台轨迹重叠算法 |
| 3.5.3 掩模台轨迹重叠算法 |
| 3.5.4 掩模台与硅片台同步时间匹配 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 粗精叠层运动平台动力学建模与运动控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 掩模台及硅片台粗精叠层结构分析 |
| 4.3 粗精叠层运动平台动力学建模与分析 |
| 4.3.1 粗精叠层运动平台动力学模型 |
| 4.3.2 粗精叠层运动平台动力学模型解析及简化 |
| 4.3.3 粗精叠层运动平台动力学分析 |
| 4.4 粗精叠层运动平台控制 |
| 4.4.1 粗动台与精动台运动控制研究 |
| 4.4.2 粗精叠层控制 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 步进扫描投影光刻机同步运动控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 掩模台与硅片台同步运动控制问题提出 |
| 5.3 掩模台与硅片台同步运动控制系统结构 |
| 5.3.1 双台同步控制结构分类 |
| 5.3.2 掩模台及硅片台同步运动控制结构 |
| 5.4 掩模台及硅片台同步运动控制算法 |
| 5.4.1 迭代学习控制原理 |
| 5.4.2 基于前馈—反馈迭代学习的同步运动控制算法 |
| 5.5 基于迭代学习方法的掩模台及硅片台同步运动控制 |
| 5.5.1 掩模台及硅片台同步运动控制迭代学习律收敛性 |
| 5.5.2 掩模台及硅片台同步运动控制仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 同步运动控制实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 控制系统的总体设计方案 |
| 6.3 同步运动控制系统各主要功能模块设计及选型 |
| 6.3.1 实验系统机械平台设计 |
| 6.3.2 执行机构选型 |
| 6.3.3 位置检测器件选型 |
| 6.3.4 基于 LABVIEW 的人机交互设计与实现 |
| 6.3.5 主控板卡设计 |
| 6.4 同步控制系统实验及结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文工作总结及展望 |
| 7.1 论文主要研究工作 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 下一步工作及展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）双工件台控制系统设计及单自由度试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 工件台的国内外发展现状及发展趋势 |
| 1.2.1 工件台的国外发展现状 |
| 1.2.2 工件台的国内发展现状 |
| 1.3 伺服系统控制技术的国内外发展现状 |
| 1.4 宏微控制技术研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 双工件台控制系统需求分析及设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双工件台需求分析 |
| 2.3 整体结构设计 |
| 2.4 控制策略设计 |
| 2.5 执行机构模块设计 |
| 2.5.1 永磁同步直线电机 |
| 2.5.2 音圈电机 |
| 2.6 传感器模块设计 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 双工件台控制系统建模与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 滑模变结构控制理论基础 |
| 3.3 工件台动力学建模 |
| 3.4 电机数学模型的建立 |
| 3.5 宏微耦合模型简化 |
| 3.6 微动台解耦分析 |
| 3.7 工件台的运动控制仿真 |
| 3.8 小结 |
| 第4章 运动控制平台及半实物仿真模块搭建与测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 半实物仿真系统需求分析 |
| 4.3 硬件开发环境概述 |
| 4.4 软件开发环境搭建 |
| 4.4.1 嵌入式 VxWorks 操作系统概述 |
| 4.4.2 VxWorks 操作系统串口驱动实现 |
| 4.4.3 VxWorks 内核映像的启动和加载 |
| 4.5 半实物仿真具体实现 |
| 4.5.1 VG5 主板卡多任务设计 |
| 4.5.2 运动控制卡程序设计 |
| 4.6 半实物仿真模块测试 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 单自由度宏动台运动控制实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宏动台控制系统搭建及设计 |
| 5.3 VG5 主板卡多任务设计 |
| 5.4 运动控制卡程序设计 |
| 5.5 宏动台运动控制实验 |
| 5.5.1 定位精度实验 |
| 5.5.2 位置跟踪实验 |
| 5.6 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）曲面激光直写系统与关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微光学与微光学器件 |
| 1.2 微加工技术 |
| 1.2.1 掩膜光刻技术 |
| 1.2.2 无掩膜光刻技术 |
| 1.3 曲面激光直写 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 2 曲面光刻理论 |
| 2.1 曲面光刻概述 |
| 2.2 基于曲面基片的光刻胶表面空间光场分布 |
| 2.2.1 光刻物镜后的光场分布 |
| 2.2.2 曲面基片上光刻胶表面的光场分布 |
| 2.3 曲面激光直写动态曝光 |
| 2.3.1 光刻胶内光场的传输与分布 |
| 2.3.2 曲面上激光直写动态爆光模型 |
| 2.4 曲面激光直写线条分析 |
| 2.4.1 曝光对线条的影响分析 |
| 2.4.2 调焦对线条的影响分析与曲面直写焦深DOF |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 3 曲面激光直写系统总体设计 |
| 3.1 恒姿态曲面激光直写系统 |
| 3.1.1 直线平移及转台子系统 |
| 3.1.2 曲面对中及对中子系统 |
| 3.1.3 电气控制子系统 |
| 3.2 刻蚀加工系统 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 4 曲面上焦点的检测 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 焦点检测的方法及分析 |
| 4.3 曲面上焦点的动态扫描检测 |
| 4.3.1 曲面上焦点的系统响应模型 |
| 4.3.2 曲面上焦点的系统响应特性 |
| 4.4 基于动态扫描检测的曲面焦点误差信号(FES) |
| 4.5 动态扫描检测参数设计优化 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 5 曲面上焦点的控制 |
| 5.1 焦点定位系统建模及分析 |
| 5.1.1 宏动平台物理模型建立与分析 |
| 5.1.2 微动平台物理模型建立与分析 |
| 5.1.3 宏/微双驱动物理模型的建立 |
| 5.2 焦点定位控制 |
| 5.3 曲面上焦点搜索机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 6 恒姿态曲面激光直写系统的建立与初步实验 |
| 6.1 恒姿态曲面激光直写系统的建立 |
| 6.2 曲面焦点检测实验 |
| 6.3 曲面焦点控制实验 |
| 6.4 曲面线条光刻实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 7 总结和展望 |
| 7.1 本论文回顾与总结 |
| 7.2 对论文相关内容的展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
四、微细加工用双足式大行程微动工作台的研究（论文参考文献）
- [1]宏微垂直运动平台的复合控制与误差补偿研究[D]. 谭令威. 广东工业大学, 2021
- [2]基于双SPM探针的微球测量方法研究[D]. 方传智. 合肥工业大学, 2020
- [3]三维微纳结构双光子聚合快速加工关键技术研究[D]. 靖贤. 长春工业大学, 2017(09)
- [4]基于柔性直线机构的3-PRR柔性微动平台研究[D]. 贺磊. 西安理工大学, 2017(01)
- [5]飞秒激光双光子聚合大面积结构化加工控制系统的研究[D]. 高瑞. 长春工业大学, 2017(08)
- [6]宏/微双驱动微切削定位进给系统的研究[D]. 纪飞飞. 江苏科技大学, 2017(02)
- [7]动圈式磁悬浮永磁平面电机设计与控制研究[D]. 张新华. 江苏大学, 2017(01)
- [8]步进扫描投影光刻机同步运动控制策略及方法研究[D]. 李兰兰. 中国科学院研究生院（光电技术研究所）, 2014(10)
- [9]双工件台控制系统设计及单自由度试验研究[D]. 王公峰. 哈尔滨工业大学, 2013(03)
- [10]曲面激光直写系统与关键技术研究[D]. 罗剑波. 浙江大学, 2012(08)